CN111552056A - 成像镜头及摄像装置 - Google Patents

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CN111552056A CN202010083631.XA CN202010083631A CN111552056A CN 111552056 A CN111552056 A CN 111552056A CN 202010083631 A CN202010083631 A CN 202010083631A CN 111552056 A CN111552056 A CN 111552056A
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Abstract

本发明提供一种抑制色差及球面像差且实现小型化及轻型化的成像镜头及具备该成像镜头的摄像装置。该成像镜头从物体侧依次包括前组、孔径光圈、后组。前组包括从物体侧依次具有正透镜和负透镜的衍射光学元件。正透镜的物体侧的面与负透镜的像侧的面之间设置有衍射面。在将对焦于无限远物体的状态下的整个系统的焦距设为f、将衍射面至孔径光圈的距离设为Ddoe的情况下，成像镜头满足条件式：0.02＜Ddoe/f＜0.11。

Description

成像镜头及摄像装置
技术领域
本发明涉及一种成像镜头及摄像装置。
背景技术
以往，作为能够适用于数码相机等摄像装置的成像镜头，提出了下述专利文献1、专利文献2及专利文献3中记载的成像镜头。这些文献中记载了一种具备衍射光学元件的光学系统。
专利文献1：日本特开2012-002999号公报
专利文献2：日本特开2018-072623号公报
专利文献3：日本特开2018-087965号公报
关于成像镜头，随着焦距增加而光学系统容易大型化及高重量化，尤其长焦距的成像镜头该趋势强。因此，若欲进一步小型化及轻型化，则会产生色差及球面像差，难以确保性能。
在专利文献1、专利文献2及专利文献3中记载的光学系统中，衍射光学元件的衍射面上的轴上光线与轴外光线的主光线的高度之差较大，因此若欲进行小型化，则难以良好地校正轴上色差及倍率色差这两者。
发明内容
本发明鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种抑制色差及球面像差且实现小型化及轻型化的成像镜头及具备该成像镜头的摄像装置。
本发明的一方式所涉及的成像镜头从物体侧依次包括前组、孔径光圈及后组，前组包括从物体侧依次具有正透镜和负透镜的衍射光学元件，正透镜的物体侧的面与负透镜的像侧的面之间设置有衍射面，在将对焦于无限远物体的状态下的从衍射面至孔径光圈为止的光轴上的距离设为Ddoe、将对焦于无限远物体的状态下的整个系统的焦距设为f的情况下，满足下述条件式(1)。
0.02＜Ddoe/f＜0.11 (1)
上述方式的成像镜头更优选满足下述条件式(1-1)。
0.05＜Ddoe/f＜0.09 (1-1)
在上述方式的成像镜头中，优选前组在比衍射光学元件更靠物体侧包括至少1片正透镜，在将上述至少1片正透镜的d线基准的色散系数设为vp的情况下，该成像镜头在比衍射光学元件更靠物体侧包括至少1片满足下述条件式(2)的正透镜，更优选包括至少1片满足下述条件式(2-1)的正透镜。
20＜vp＜65 (2)
40＜vp＜55 (2-1)
在上述方式的成像镜头中，在将衍射光学元件内的最靠物体侧的正透镜的物体侧的面的曲率半径设为Rp1、将衍射光学元件内的最靠物体侧的正透镜的像侧的面的曲率半径设为Rp2的情况下，优选满足下述条件式(3)，更优选满足下述条件式(3-1)。
0.7＜(Rp1+Rp2)/(Rp1-Rp2)＜5 (3)
0.9＜(Rp1+Rp2)/(Rp1-Rp2)＜3 (3-1)
在上述方式的成像镜头中，优选前组具有正屈光力，后组包括对焦时沿光轴移动的具有正屈光力的对焦透镜组。优选对焦透镜组包括1片正透镜。并且，优选后组在比对焦透镜组更靠像侧包括校正图像抖动时沿与光轴交叉的方向移动的防振透镜组。
在上述方式的成像镜头中，优选前组从物体侧依次包括第1部分组和在前组内由最长的光轴上的空气间隔与第1部分组隔开的第2部分组，衍射光学元件配置于第2部分组。优选第1部分组包括2片正透镜。
在上述方式的成像镜头中，优选衍射光学元件内的最靠物体侧的正透镜的d线基准的色散系数大于衍射光学元件内的最靠像侧的负透镜的d线基准的色散系数。
在上述方式的成像镜头中，优选衍射光学元件在从物体侧依次配置的上述正透镜与上述负透镜之间从物体侧依次具有第1树脂部件和第2树脂部件，该第2树脂部件与第1树脂部件接合且折射率不同于第1树脂部件，衍射面设置于第1树脂部件与第2树脂部件的接合面。在该结构中，在将第1树脂部件的g线与F线之间的部分色散比设为θgF1、将第2树脂部件的g线与F线之间的部分色散比设为θgF2的情况下，优选满足下述条件式(4)，更优选满足下述条件式(4-1)。
0.08＜θgF2-θgF1＜0.3 (4)
0.13＜θgF2-θgF1＜0.2 (4-1)
本发明的另一方式所涉及的摄像装置具备本发明的上述方式所涉及的成像镜头。
另外，本说明书的“包括～”、“包括～的”表示，除所举出的构成要件以外，还可以包括：实质上不具有屈光力的透镜；光圈、滤波器及盖玻璃等透镜以外的光学要件；以及透镜凸缘、镜筒、成像元件及手抖校正机构等机构部分等。
另外，本说明书的“从物体侧依次具有～和～”包括所有连续地及不连续地依次具有构成要件的元件。“具有正屈光力的～组”表示组整体具有正屈光力。“具有正屈光力的透镜”与“正透镜”含义相同。“具有负屈光力的透镜”与“负透镜”含义相同。“～透镜组”并不限于包括多个透镜的结构，也可以设为仅包括1片透镜的结构。“单透镜”表示未接合的1片透镜。
若无特别说明，则与包括非球面的透镜相关的屈光力的符号、面形状及曲率半径设为在近轴区域中考虑。关于曲率半径的符号，将凸面朝向物体侧的形状的面的曲率半径的符号设为正，将凸面朝向像侧的形状的面的曲率半径的符号设为负。
在条件式中使用的“焦距”为近轴焦距。若无特别说明，则在条件式中使用的值为在对焦于无限远物体的状态下以d线为基准时的值。本说明书中记载的“d线”、“C线”、“F线”及“g线”为明线，d线的波长为587.56nm(纳米)，C线的波长为656.27nm(纳米)，F线的波长为486.13nm(纳米)，g线的波长为435.84nm(纳米)。在将相对于g线、F线及C线的一透镜的折射率分别设为Ng、NF及NC的情况下，该透镜的g线与F线之间的部分色散比θgF由θgF＝(Ng-NF)/(NF-NC)来定义。
发明效果
根据本发明，能够提供一种抑制色差及球面像差且实现小型化及轻型化的成像镜头及具备该成像镜头的摄像装置。
附图说明
图1与本发明的实施例1的成像镜头对应，是表示本发明的一实施方式所涉及的成像镜头的结构和光束的剖视图。
图2是表示本发明的实施例2的成像镜头的结构和光束的剖视图。
图3是表示本发明的实施例3的成像镜头的结构和光束的剖视图。
图4是表示本发明的实施例4的成像镜头的结构和光束的剖视图。
图5是表示本发明的实施例5的成像镜头的结构和光束的剖视图。
图6是本发明的实施例1的成像镜头的各像差图。
图7是本发明的实施例2的成像镜头的各像差图。
图8是本发明的实施例3的成像镜头的各像差图。
图9是本发明的实施例4的成像镜头的各像差图。
图10是本发明的实施例5的成像镜头的各像差图。
图11是表示本发明的实施例1的成像镜头的结构和光束的图。
图12是用于说明衍射光学元件的一例的概念图。
图13是本发明的一实施方式所涉及的摄像装置的正面侧的立体图。
图14是本发明的一实施方式所涉及的摄像装置的背面侧的立体图。
符号说明
1-成像镜头，2、4-轴上光束，3、5-最大视角的光束，20-可换镜头，30-相机，31-相机主体，32-快门按钮，33-电源按钮，34、35-操作部，36-显示部，37-卡口，Ap-孔径光圈，C1-第1树脂部件，C2-第2树脂部件，DOE-衍射光学元件，Ddoe-衍射面至孔径光圈的光轴上的距离，foc-对焦透镜组，GF-前组，GF1-第1部分组，GF2-第2部分组，GR-后组，Ln-负透镜，Lp-正透镜，OIS-防振透镜组，PP-光学部件，Sdoe-衍射面，Sim-像面，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说明。在图1中示出本发明的一实施方式所涉及的成像镜头的结构。并且，在图11中示出图1的成像镜头的结构及光束。在图11中，在标注“无限远”的上段示出了对焦于无限远物体的状态，在标注“最近”的下段示出了对焦于最近物体的状态，示出了各状态下的轴上光束2、4及最大视角的光束3、5。图1及图11所示的例子与后述的实施例1的成像镜头对应。在图1及图11中，左侧为物体侧，右侧为像侧。以下，主要参考图1进行说明。
另外，在图1中，假定成像镜头适用于摄像装置而示出了在成像镜头的像侧配置有平行平板状的光学部件PP的例子。光学部件PP为假定成各种滤波器和/或盖玻璃等的部件。作为各种滤波器，例如为低通滤波器、红外截止滤波器及截止特定波长区域的滤波器等。光学部件PP为不具有屈光力的部件，也可以为省略光学部件PP的结构。
本发明的成像镜头沿光轴Z从物体侧依次包括前组GF、孔径光圈Ap及后组GR。前组GF从物体侧依次包括第1部分组GF1及第2部分组GF2。第1部分组GF1和第2部分组GF2在前组GF内根据最长的光轴上的空气间隔而隔开。另外，图1所示的孔径光圈Ap表示光轴上的位置，而不表示形状。
前组GF包括具有衍射面Sdoe的衍射光学元件DOE。衍射面Sdoe为设置有具有衍射作用的衍射光栅的衍射光学面。本发明的成像镜头的衍射光学元件DOE从物体侧依次具有正透镜和负透镜，衍射面Sdoe设置于正透镜的物体侧的面与负透镜的像侧的面之间。通过前组GF包括从物体侧依次具有正透镜和负透镜的元件，有利于校正球面像差及轴上色差。并且，通过在上述位置设置衍射面Sdoe，有利于校正轴上色差。
衍射光学元件DOE例如可以构成为接合正透镜和负透镜而成且在其接合面上设置有衍射面Sdoe。或者，衍射光学元件DOE可以构成为在正透镜与负透镜之间具有1个树脂部件或层叠而成的多个树脂部件，并且在该树脂部件的面和/或透镜面上设置有衍射面Sdoe。
作为一例，在图12中示出放大具有树脂部件的衍射光学元件DOE的一部分的概念图。图12所示的例子的衍射光学元件DOE从物体侧依次接合正透镜Lp、第1树脂部件C1、第2树脂部件C2及负透镜Ln而构成，并且在第1树脂部件C1与第2树脂部件C2的接合面上设置有衍射面Sdoe。第1树脂部件C1和第2树脂部件C2包括具有彼此不同的折射率的材料。在图12中，示意地示出了衍射面Sdoe的形状、各透镜的形状及各树脂部件的形状。
另外，衍射光学元件DOE可以构成为在内部具有空气间隔，并且在透镜或树脂部件的空气接触面上设置有衍射面Sdoe。但是，与在空气接触面上设置衍射面Sdoe的结构相比，在接合面上设置衍射面Sdoe的结构在抑制衍射面Sdoe上的重影及光斑的产生的方面有利。
在图1所示的例子中，从第2部分组GF2的物体侧起第2个接合透镜与衍射光学元件DOE对应，该衍射光学元件DOE的最靠物体侧配置有正透镜Lp，该衍射光学元件DOE的最靠像侧配置有负透镜Ln，正透镜Lp与负透镜Ln之间设置有衍射面Sdoe。
在将对焦于无限远物体的状态下的整个系统的焦距设为f、将从衍射面Sdoe至孔径光圈Ap为止的光轴上的距离设为Ddoe的情况下，本发明的成像镜头中的衍射面Sdoe配置于满足下述条件式(1)的位置。通过设成不成为条件式(1)的下限以下，能够防止通过衍射面Sdoe的光束的直径过于减小，即使在对衍射面Sdoe赋予用于校正轴上色差的充分的屈光力的情况下，也能够抑制球面像差的产生。通过设成不成为条件式(1)的上限以上，能够防止通过衍射面Sdoe的轴上主光线与轴外主光线的高度之差过于增加，容易在保持轴上色差和倍率色差的平衡的同时良好地校正色差。具体而言，例如，通过设成不成为条件式(1)的上限以上，容易在不对倍率色差造成大的影响的情况下良好地校正轴上色差。并且，通过设成不成为条件式(1)的上限以上，有利于抑制衍射光学元件DOE的大径化及抑制高重量化。另外，若设为满足下述条件式(1-1)的结构，则能够成为更良好的特性。
0.02＜Ddoe/f＜0.11 (1)
0.05＜Ddoe/f＜0.09 (1-1)
通常，若欲进行小型化及轻型化，则成像镜头的轴上色差及球面像差增加。尤其，在实现长焦距化的成像镜头中这种趋势会很强。若为了校正增加的轴上色差及球面像差而追加透镜，则光学系统会大型化且重量也会增加。因此，在本发明的成像镜头中，通过前组GF具备从物体侧依次具有正透镜和负透镜的衍射光学元件DOE来校正球面像差，通过以满足条件式(1)的方式配置该衍射光学元件DOE，谋求良好地校正色差，在抑制这些像差的同时进行光学系统的小型化及轻型化。
作为前组GF内的衍射光学元件DOE的位置，优选将衍射光学元件DOE配置于第2部分组GF2。通过在前组GF内的像侧的部分组内配置衍射光学元件DOE，能够抑制从物体侧入射的有害光到达衍射面Sdoe，有利于抑制衍射面Sdoe上的重影及光斑的产生。
优选前组GF在比衍射光学元件DOE更靠物体侧包括至少1片正透镜。在这种情况下，容易使向衍射光学元件DOE的入射光束成为收敛光，有利于衍射光学元件DOE的小型化及轻型化。
在前组GF在比衍射光学元件DOE更靠物体侧包括至少1片正透镜的结构中，在将比衍射光学元件DOE更靠物体侧的至少1片正透镜的d线基准的色散系数设为vp的情况下，优选成像镜头在比衍射光学元件DOE更靠物体侧包括至少1片满足下述条件式(2)的正透镜。通过设成不成为条件式(2)的下限以下，能够防止轴上色差的二级光谱的过校正。通过设成不成为条件式(2)的上限以上，容易校正轴上色差的二级光谱。另外，在成像镜头在比衍射光学元件DOE更靠物体侧包括至少1片满足下述条件式(2-1)的正透镜的情况下，能够具有更良好的特性。
20＜vp＜65 (2)
40＜vp＜55 (2-1)
优选第1部分组GF1包括2片正透镜。在这种情况下，能够抑制透镜的庞大化并且使第1部分组GF1具有正屈光力，因此能够减小通过衍射面Sdoe的光束的直径，有利于小型化及轻型化。作为一例，图1所示的例子的第1部分组GF1包括凸面朝向物体侧的具有正屈光力的2片单透镜。
并且，优选衍射光学元件DOE内的最靠物体侧的正透镜的d线基准的色散系数大于衍射光学元件DOE内的最靠像侧的负透镜的d线基准的色散系数。这种情况下，有利于校正轴上色差。
并且，在将衍射光学元件DOE内的最靠物体侧的正透镜的物体侧的面的曲率半径设为Rp1、将衍射光学元件DOE内的最靠物体侧的正透镜的像侧的面的曲率半径设为Rp2的情况下，优选满足下述条件式(3)。通过设成不成为条件式(3)的下限以下，能够抑制球面像差的过校正。通过设成不成为条件式(3)的上限以上，能够抑制球面像差的校正不足。假设，在未满足条件式(3)的情况下球面像差过校正或校正不足时，若欲通过衍射面Sdoe来进行补偿，则波长导致的球面像差之差会增加。另外，若设为满足下述条件式(3-1)的结构，则能够成为更良好的特性。
0.7＜(Rp1+Rp2)/(Rp1-Rp2)＜5 (3)
0.9＜(Rp1+Rp2)/(Rp1-Rp2)＜3 (3-1)
在衍射光学元件DOE在正透镜与负透镜之间具有折射率彼此不同的2种树脂部件的情况下，该2种树脂部件可以构成为彼此接合，并且在该接合面上设置有衍射面Sdoe。在这种情况下，能够通过适当地设定各树脂部件的折射率来提高各波长下的衍射效率。并且，关于该2种树脂部件，在将衍射面Sdoe的物体侧的树脂部件的g线与F线之间的部分色散比设为θgF1、将衍射面Sdoe的像侧的树脂部件的g线与F线之间的部分色散比设为θgF2的情况下，优选满足下述条件式(4)。通过满足条件式(4)，容易实现高衍射效率直至较短波长侧的区域。另外，若设为满足下述条件式(4-1)的结构，则能够成为更良好的特性。
0.08＜θgF2-θgF1＜0.3 (4)
0.13＜θgF2-θgF1＜0.2 (4-1)
另外，在本发明的成像镜头中，优选前组GF具有正屈光力，后组GR包括对焦时沿光轴Z移动的具有正屈光力的对焦透镜组foc。在成像镜头包括上述对焦透镜组foc的情况下，优选后组GR在比对焦透镜组foe更靠像侧包括校正图像抖动时沿与光轴Z交叉的方向移动的防振透镜组OIS。
通过具有正屈光力的前组GF，能够减小入射于对焦透镜组foc的光束的直径，因此有利于对焦透镜组foc的小型化及轻型化。并且，通过将对焦透镜组foc的屈光力的符号设为正，容易减小比对焦透镜组foc更靠像侧的光束直径，有利于成像镜头的轻型化。而且，通过在比具有正屈光力的对焦透镜组foc更靠像侧配置防振透镜组OIS，容易小型化及轻型化防振透镜组OIS。
对焦透镜组foc可以构成为包括1片正透镜，在这种情况下，有利于对焦透镜组foc的轻型化。作为一例，图1所示的例子的对焦透镜组foc配置于后组GR的最靠物体侧，其包括凸面朝向物体侧的1片正透镜，且在从无限远物体向最近物体对焦时向物体侧移动。在图1所示的例子中，其他透镜在对焦时相对于像面Sim固定。
并且，在图1所示的例子中，防振透镜组OIS包括从后组GR的物体侧起第3～5这3片透镜，且在校正图像抖动时沿与光轴Z垂直的方向移动。在图1所示的例子中，其他透镜在校正图像抖动时相对于像面Sim固定。
将与条件式相关的结构也包括在内，上述优选结构及可实现的结构能够进行任意组合，优选根据所要求的规格适当选择性地采用。根据本发明的成像镜头，能够抑制色差及球面像差，并且实现小型化及轻型化。例如，在将本发明的成像镜头适用于全视角为10度以下的长焦透镜的情况下，能够获得显著的效果。
接着，对本发明的成像镜头的数值实施例进行说明。
[实施例1]
表示实施例1的成像镜头的结构的剖视图示于图1，其图示方法和结构如上所述，因此在此省略一部分重复说明。实施例1的成像镜头从物体侧依次包括前组GF、孔径光圈Ap及后组GR。前组GF从物体侧依次包括第1部分组GF1及第2部分组GF2。第1部分组GF1包括2片具有正屈光力的单透镜。第2部分组GF2的物体侧起第2个接合透镜与衍射光学元件DOE对应。衍射光学元件DOE从物体侧依次由正透镜、2种树脂部件及负透镜接合而构成，该2种树脂部件的接合面上设置有衍射面Sdoe。对焦透镜组foc包括配置于后组GR的最靠物体侧的1片正透镜。防振透镜组OIS包括配置于从后组GR的物体侧起第3～5个位置上的3片透镜。以上为实施例1的成像镜头的概要。
关于实施例1的成像镜头，将暴本透镜数据示于表1，将规格示于表2，将可变面间隔示于表3，将相位差系数示于表4。在表1中，在Sn栏中示出将最靠物体侧的面设为第1面而随着朝向像侧逐一增加编号时的面编号，在R栏中示出各面的曲率半径，在D栏中示出各面和与其像侧相邻的面在光轴上的面间隔。并且，在Nd栏中示出各构成要件相对于d线的折射率，在vd栏中示出各构成要件的d线基准的色散系数，在θgF栏中示出各构成要件的g线与F线之间的部分色散比。
在表1中，将凸面朝向物体侧的形状的面的曲率半径的符号设为正，将凸面朝向像侧的形状的面的曲率半径的符号设为负。在表1中还示出了孔径光圈Ap及光学部件PP。在相当于孔径光圈Ap的面的面编号栏中记载了面编号和(Ap)这一术语。在相当于衍射面Sdoe的面的面编号栏中记载了面编号和(Sdoe)这一术语。在表1中，关于对焦时间隔发生变化的可变面间隔，使用了DD[]这一记号，在[]中标注该间隔的物体侧的面编号并记入于D栏中。
在表2中示出对焦于无限远物体的状态下的成像镜头的焦距f及对焦于最近物体的状态下的成像镜头的焦距fnear。并且，示出成像镜头的F值FNo.及最大全视角2ω的值。2ω栏的(°)表示单位为度。
在表3中分别示出对焦于无限远物体的状态及对焦于最近物体的状态下的成像镜头的可变面间隔的值。在表2及表3中，将对焦于无限远物体的状态下的各值示于标记为“无限远”的栏中，将对焦于最近物体的状态下的各值示于标记为“最近”的栏中。实施例1的成像镜头的数据中的最近物体的物体距离为2954.6mm(毫米)。另外，物体距离为物体至最靠物体侧的透镜面的光轴上的距离。
衍射面Sdoe的形状根据下式(5)的相位差函数Φ(h)来确定。在表4中示出衍射面Sdoe的面编号和衍射面Sdoe的相位差系数。表4的相位差系数的“E-n”(n：整数)表示“×10-n”。
Φ(h)＝A2×h2+A4×h4+A6×h6+A8×h8+A10×h10 (5)
其中，
A2、A4、A6、A8、A10：相位差系数
h：距光轴的高度。
若无特别说明，则实施例的数据以d线为基准。并且，各表的数据中，作为角度的单位使用了度，作为长度的单位使用了mm(毫米)，光学系统既可以放大比例使用，也可以缩小比例来使用，因此能够使用其他适当的单位。在以下所示的各表中记载了以规定位数舍入的数值。
[表1]
实施例1基本透镜数据
Sn R D Nd vd θgF
1 191.0368 8.2962 1.54814 45.82 0.57004
2 1627.3055 0.1998
3 101.9256 15.0593 1.43700 95.10 0.53364
4 -1711.8791 19.5279
5 92.2823 11.8247 1.43700 95.10 0.53364
6 -363.4735 2.9962 1.91082 35.25 0.58224
7 319.4118 11.3507
8 ∞ 7.7380 1.48749 70.44 0.53062
9 -106.3847 0.0010 1.53458 18.91 0.38608
10(Sdoe) -106.3847 0.0590 1.59952 45.78 0.54376
11 -106.3847 2.5999 1.83481 42.74 0.56490
12 430.9608 2.2753
13 79.0465 7.6476 1.64769 33.84 0.59227
14 -369.0631 0.5002
15 182.0811 1.9499 1.85151 40.73 0.56930
16 43.5216 10.0579
17(Ap) ∞ DD[17]
18 53.3375 6.8761 1.48749 70.44 0.53062
19 28283.2083 DD[19]
20 43.0217 1.5001 1.59349 67.33 0.53667
21 27.2486 7.2958
22 183.2830 3.4684 1.85478 24.80 0.61232
23 -47.2210 1.3099 1.85151 40.73 0.56930
24 51.3963 1.9305
25 -105.0974 1.2000 1.88300 39.22 0.57295
26 100.9046 3.1998
27 25.8576 6.3548 1.54814 45.82 0.57004
28 -64.1535 1.5800 1.95906 17.47 0.65993
29 -298.4015 17.8307
30 97.4430 3.3055 1.61340 44.27 0.56340
31 -59.4710 3.4863
32 -23.9344 1.6001 1.59282 68.62 0.54414
33 49.8587 0.4999
34 44.8263 7.5554 1.73800 32.33 0.59005
35 -20.5509 1.5498 1.91083 35.26 0.58293
36 -92.0840 45.8225
37 ∞ 2.8500 1.51680 64.20 0.53430
38 ∞ 0.0000
[表2]
实施例1规格
无限远 最近
f 388.19 -
fnear - 277.13
FNo. 4.11 4.54
2ω(°) 4.4 4.0
[表3]
实施例1可变面间隔
无限远 最近
DD[17] 15.17 6.05
DD[19] 8.97 18.08
[表4]
实施例1相位差系数
第10面
A2 -5.56905E-01
A4 2.66319E-04
A6 -2.32162E-07
A8 7.39053E-11
A10 -1.56226E-15
在图6中示出实施例1的成像镜头的各像差图。在图6中，从左起依次示出球面像差、像散、畸变像差及倍率色差。在图6中，在标注“无限远”的上段示出对焦于无限远物体的状态的各像差图，在标注“最近”的下段示出对焦于最近物体的状态的各像差图。在球面像差图中，分别以实线、长虚线、短虚线及单点划线示出d线、C线、F线及g线下的像差。在像散图中，以实线示出弧矢方向上的d线下的像差，以短虚线示出子午方向上的d线下的像差。在畸变像差图中，以实线示出d线下的像差。在倍率色差图中，分别以长虚线、短虚线及单点划线示出C线、F线及g线下的像差。球面像差图的FNo.表示F值，其他像差图的ω表示半视角。
若无特别说明，则与上述实施例1相关的各数据的记号、含义、记载方法及图示方法在以下实施例中也相同，因此以下省略重复说明。
[实施例2]
将表示实施例2的成像镜头的结构的剖视图示于图2。实施例2的成像镜头具有与实施例1的成像镜头的概要相同的结构。关于实施例2的成像镜头，将基本透镜数据示于表5，将规格示于表6，将可变面间隔示于表7，将相位差系数示于表8，将各像差图示于图7。在图7中，在上段示出对焦于无限远物体的状态的各像差图，在下段示出对焦于最近物体的状态的各像差图。实施例2的成像镜头的数据中的最近物体的物体距离为2939.7mm(毫米)。
[表5]
实施例2基本透镜数据
Sn R D Nd vd θgF
1 190.3705 9.7402 1.51742 52.15 0.55896
2 -2050.0042 0.1999
3 123.3379 11.1080 1.43700 95.10 0.53364
4 1309.0104 37.3806
5 84.8384 16.1970 1.43700 95.10 0.53364
6 -440.0998 2.7198 1.83481 42.74 0.56490
7 177.5069 6.9896
8 -439.7227 6.4175 1.48749 70.44 0.53062
9 -106.3871 0.0010 1.53458 18.91 0.38608
10(Sdoe) -106.3871 0.0590 1.59952 45.78 0.54376
11 -106.3871 2.7000 1.77250 49.60 0.55212
12 402.8182 1.8000
13 82.5980 7.4649 1.49700 81.61 0.53887
14 -220.1934 3.0512
15 91.9595 1.9498 1.85151 40.73 0.56930
16 42.7538 9.2914
17(Ap) ∞ DD[17]
18 50.8417 7.2590 1.51742 52.19 0.55915
19 ∞ DD[19]
20 37.5859 1.4998 1.51742 52.19 0.55915
21 23.8842 6.6156
22 285.2543 2.6449 1.85478 24.80 0.61232
23 -54.8930 1.3101 1.85151 40.73 0.56930
24 48.6857 1.6811
25 -94.4427 1.2000 1.88300 39.22 0.57295
26 103.8894 3.2002
27 30.6231 3.6153 1.51818 58.95 0.54577
28 1475.1432 10.2497
29 -589.8714 1.5802 1.95906 17.47 0.65993
30 88.8660 2.8590 1.51742 52.19 0.55915
31 -93.2941 8.5150
32 86.6636 4.1350 1.73800 32.33 0.59005
33 -51.2321 0.7866
34 -33.7508 1.5998 1.59282 68.62 0.54414
35 37.1900 2.3565
36 37.9873 7.6880 1.73800 32.33 0.59005
37 -29.7000 1.5501 1.90070 37.05 0.57796
38 -1523.3258 45.7964
39 ∞ 2.8500 1.51680 64.20 0.53430
40 ∞ 0.0000
[表6]
实施例2规格
无限远 最近
f 388.23 -
fnear - 293.97
FNo. 4.12 4.53
2ω(°) 4.2 3.8
[表7]
实施例2可变面间隔
无限远 最近
DD[17] 15.19 6.19
DD[19] 9.11 18.11
[表8]
实施例2相位差系数
第10面
A2 -6.43816E-01
A4 2.59179E-04
A6 -1.30426E-07
A8 9.59064E-11
A10 -2.85686E-14
[实施例3]
将表示实施例3的成像镜头的结构的剖视图示于图3。实施例3的成像镜头具有与实施例1的成像镜头的概要相同的结构。关于实施例3的成像镜头，将基本透镜数据示于表9，将规格示于表10，将可变面间隔示于表11，将相位差系数示于表12，将各像差图示于图8。在图8中，在上段示出对焦于无限远物体的状态的各像差图，在下段示出对焦于最近物体的状态的各像差图。实施例3的成像镜头的数据中的最近物体的物体距离为2914.8mm(毫米)。
[表9]
实施例3基本透镜数据
Sn R D Nd vd θgF
1 203.3802 9.1964 1.53172 48.84 0.56558
2 -2402.0524 14.7437
3 126.1859 10.0880 1.43700 95.10 0.53364
4 1010.4055 49.9805
5 77.9208 9.0602 1.43700 95.10 0.53364
6 -440.2104 2.7198 1.80450 39.64 0.57146
7 211.1920 3.0718
8 -303.4195 6.3873 1.48749 70.44 0.53062
9 -94.8179 0.0010 1.53458 18.91 0.38608
10(Sdoe) -94.8179 0.0590 1.59952 45.78 0.54376
11 -94.8179 2.6998 1.72000 50.34 0.55026
12 424.4271 3.9405
13 83.0677 7.2370 1.49700 81.61 0.53887
14 -197.2604 0.9998
15 108.6849 1.9508 1.91082 35.25 0.58224
16 44.6885 9.0656
17(Ap) ∞ DD[17]
18 53.1098 4.6094 1.57501 41.51 0.57711
19 ∞ DD[19]
20 39.0842 1.4998 1.51742 52.19 0.55915
21 24.9435 6.9183
22 389.3822 2.7338 1.85478 24.80 0.61232
23 -57.4010 1.3102 1.85151 40.73 0.56930
24 51.4250 1.7672
25 -103.4084 1.2002 1.88300 39.22 0.57295
26 120.2974 3.2001
27 35.4055 3.7266 1.48749 70.44 0.53062
28 -794.7042 7.0006
29 67.3741 1.5800 1.95906 17.47 0.65993
30 38.0154 3.0560 1.56883 56.06 0.54990
31 226.7253 7.0329
32 114.2993 4.0376 1.73800 32.33 0.59005
33 -48.7738 0.4413
34 -38.1249 1.7148 1.59282 68.62 0.54414
35 33.4601 6.7151
36 45.4932 5.3010 1.73800 32.33 0.59005
37 87.7266 1.5499 1.80451 39.64 0.57313
38 3480.6913 57.6108
39 ∞ 2.8500 1.51680 64.20 0.53430
40 ∞ 0.0000
[表10]
实施例3规格
无限远 最近
f 388.25 -
fnear - 312.52
FNo. 4.11 4.49
2ω(°) 4.4 4.0
[表11]
实施例3可变面间隔
无限远 最近
DD[17] 17.97 8.91
DD[19] 10.18 19.24
[表12]
实施例3相位差系数
第10面
A2 -5.80238E-01
A4 2.22760E-04
A6 -9.44345E-08
A8 7.70036E-12
A10 3.03507E-14
[实施例4]
将表示实施例4的成像镜头的结构的剖视图示于图4。实施例4的成像镜头具有与实施例1的成像镜头的概要相同的结构。关于实施例4的成像镜头，将基本透镜数据示于表13，将规格示于表14，将可变面间隔示于表15，将相位差系数示于表16，将各像差图示于图9。在图9中，在上段示出对焦于无限远物体的状态的各像差图，在下段示出对焦于最近物体的状态的各像差图。实施例4的成像镜头的数据中的最近物体的物体距离为2874.8mm(毫米)。
[表13]
实施例4基本透镜数据
Sn R D Nd vd θgF
1 780.2125 5.7999 1.54072 47.20 0.56784
2 -959.3501 0.1998
3 106.2045 13.9154 1.43700 95.10 0.53364
4 2401.0001 68.7391
5 95.9529 8.4849 1.43700 95.10 0.53364
6 -440.0784 2.7200 1.83481 42.73 0.56459
7 168.2673 3.1586
8 -439.7566 6.6659 1.48749 70.44 0.53062
9 -92.6538 0.0010 1.53458 18.91 0.38608
10(Sdoe) -92.6538 0.0590 1.59952 45.78 0.54376
11 -92.6538 2.6999 1.78590 44.21 0.56289
12 397.4728 2.2723
13 95.1731 6.0913 1.49700 81.61 0.53887
14 -386.3030 16.3708
15 83.3871 1.9500 1.74400 44.90 0.56624
16 47.2997 8.0627
17(Ap) ∞ DD[17]
18 60.7085 3.7204 1.54072 47.20 0.56784
19 ∞ DD[19]
20 54.2457 1.5066 1.48749 70.44 0.53062
21 30.4473 5.9479
22 520.3245 2.8699 1.85478 24.80 0.61232
23 -46.4571 1.3100 1.85151 40.73 0.56930
24 84.3736 5.4645
25 -154.6838 1.1998 1.88300 40.80 0.56557
26 114.3839 3.1998
27 29.1268 3.6391 1.51818 58.95 0.54577
28 182.0074 21.8731
29 -55.8744 1.5798 1.95906 17.47 0.65993
30 -435.0195 5.1319 1.54072 47.20 0.56784
31 -41.1147 1.2000
32 97.8572 3.2202 1.73800 32.33 0.59005
33 -70.4318 1.0712
34 -33.3852 1.6002 1.59282 68.62 0.54414
35 36.3556 1.2138
36 36.6703 7.2536 1.73800 32.33 0.59005
37 -26.6361 1.5498 1.91082 35.25 0.58224
38 -393.0502 61.6374
39 ∞ 2.8500 1.51680 64.20 0.53430
40 ∞ 0.0000
[表14]
实施例4规格
无限远 最近
f 543.85 -
fnear - 342.80
FNo. 5.75 6.42
2ω(°) 3.2 2.8
[表15]
实施例4可变面间隔
无限远 最近
DD[17] 27.42 11.54
DD[19] 11.51 27.39
[表16]
实施例4相位差系数
第10面
A2 -3.60026E-01
A4 8.91841E-05
A6 -5.28189E-08
A8 1.53296E-11
A10 -5.83292E-15
[实施例5]
将表示实施例5的成像镜头的结构的剖视图示于图5。最靠物体侧的接合透镜与衍射光学元件DOE对应，除此以外，实施例5的成像镜头具有与实施例1的成像镜头的概要相同的结构。关于实施例5的成像镜头，将基本透镜数据示于表17，将规格示于表18，将可变面间隔示于表19，将相位差系数示于表20，将各像差图示于图10。在图10中，在上段示出对焦于无限远物体的状态的各像差图，在下段示出对焦于最近物体的状态的各像差图。实施例5的成像镜头的数据中的最近物体的物体距离为2849.7mm(毫米)。
[表17]
实施例5基本透镜数据
Sn R D Nd vd θgF
1 256.9306 5.7999 1.56732 42.84 0.57436
2 868.7794 0.2001
3 181.1543 8.7479 1.48749 70.44 0.53062
4 3012.6843 84.7831
5 182.5166 7.2219 1.41390 100.82 0.53373
6 -197.3682 0.1500
7 -246.9975 5.1723 1.54814 45.82 0.57004
8 -106.3846 0.0040 1.53458 18.91 0.38608
9(Sdoe) -106.3846 0.0900 1.59952 45.78 0.54376
10 -106.3846 2.5001 1.87070 40.73 0.56825
11 368.3263 8.1237
12 97.7459 7.7116 1.48749 70.44 0.53062
13 -228.7179 9.6891
14 78.6577 3.6382 1.49700 81.61 0.53887
15 176.5832 1.6780
16 2041.9711 1.9500 1.91082 35.25 0.58224
17 67.1927 8.1167
18(Ap) ∞ DD[18]
19 81.7925 3.4193 1.61293 36.96 0.58507
20 -1257.6233 DD[20]
21 49.0966 1.4998 1.51742 52.43 0.55649
22 28.9638 6.0790
23 355.1742 2.6195 1.85478 24.80 0.61232
24 -56.8366 1.3098 1.85150 40.78 0.56958
25 76.7025 1.2812
26 -133.1300 1.2000 1.90070 37.05 0.57796
27 132.7559 3.2000
28 32.9820 3.0000 1.48749 70.44 0.53062
29 95.4720 20.1024
30 -3540.3904 1.5798 1.95906 17.47 0.65993
31 84.6979 3.3208 1.54814 45.82 0.57004
32 -86.9338 3.5773
33 94.3050 4.2449 1.68376 37.64 0.57823
34 -53.5111 0.9148
35 -38.2085 1.5998 1.53775 74.70 0.53936
36 36.4319 1.3134
37 38.3437 6.6635 1.73800 32.33 0.59005
38 -37.7631 1.5498 1.87070 40.73 0.56825
39 191.9593 78.0565
40 ∞ 2.8500 1.51680 64.20 0.53430
41 ∞ 0.0000
[表18]
实施例5规格
无限远 最近
f 546.86 -
fnear - 360.79
FNo. 5.75 6.42
2ω(°) 3.2 2.8
[表19]
实施例5可变面间隔
无限远 最近
DD[18] 29.69 13.53
DD[20] 15.69 31.84
[表20]
实施例5相位差系数
第9面
A2 -4.99065E-01
A4 6.41899E-05
A6 -2.32522E-08
A8 8.64387E-12
A10 -1.89403E-15
在表21中示出实施例1～5的成像镜头的条件式(1)～(4)的对应值。
[表21]
式编号 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
(1) Ddoe/f 0.065 0.068 0.067 0.069 0.080
(2) vp 45.82 52.15 48.84 47.20 42.84
(3) (Rp1+Rp2)/(Rp1-Rp2) 1.00 1.64 1.91 1.53 2.51
(4) θgF2-θgF1 0.15768 0.15768 0.15768 0.15768 0.15768
如从以上的数据可知，实施例1～5的成像镜头实现了小型化及轻型化，并且包括色差及球面像差的各像差得到了良好的校正而实现了高光学性能。
接着，对本发明的实施方式所涉及的摄像装置进行说明。在图13及图14中示出本发明的一实施方式所涉及的摄像装置即相机30的外观图。图13表示从正面侧观察相机30的立体图，图14表示从背面侧观察相机30的立体图。相机30为所谓无反式数码相机，其能够拆卸自如地安装可换镜头20。可换镜头20构成为包含容纳于镜筒内的本发明的一实施方式所涉及的成像镜头1。
相机30具备相机主体31，在相机主体31的上表面设置有快门按钮32及电源按钮33。并且，在相机主体31的背面设置有操作部34、操作部35及显示部36。显示部36显示所拍摄的图像及拍摄前的视角内存在的图像。
在相机主体31的正面中央部设置有来自摄影对象的光入射的摄影开口，在与该摄影开口对应的位置设置有卡口37，可换镜头20经由卡口37安装于相机主体31。
在相机主体31内设置有输出与通过可换镜头20形成的被摄体像对应的成像信号的CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合元件)或CMOS(Complementary Metal OxideSemiconductor，互补金属氧化物半导体)等成像元件、对从该成像元件输出的成像信号进行处理而生成图像的信号处理电路及用于记录该生成的图像的记录介质等。在该相机30中，通过按压快门按钮32，能够拍摄静态图像或动态图像，通过该拍摄获得的图像数据记录于上述记录介质中。
以上，举出实施方式及实施例对本发明的技术进行了说明，但本发明的技术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、色散系数及相位差系数等并不限定于上述各数值实施例中示出的值，能够采用其他值。
并且，关于本发明的实施方式所涉及的摄像装置，并不限定于上述例子，例如，也能够设为除了无反式以外的相机、胶片相机及摄像机等各种方式。

Claims (15)

1.一种成像镜头，其特征在于，从物体侧依次包括前组、孔径光圈及后组，
所述前组包括从物体侧依次具有正透镜和负透镜的衍射光学元件，
所述正透镜的物体侧的面与所述负透镜的像侧的面之间设置有衍射面，
在将对焦于无限远物体的状态下的从所述衍射面至所述孔径光圈为止的光轴上的距离设为Ddoe、
将对焦于无限远物体的状态下的整个系统的焦距设为f的情况下，
满足下述条件式(1)，
0.02＜Ddoe/f＜0.11 (1)。
2.根据权利要求1所述的成像镜头，其中，
所述前组在比所述衍射光学元件更靠物体侧包括至少1片正透镜，
在将所述至少1片正透镜的d线基准的色散系数设为vp的情况下，
该成像镜头在比所述衍射光学元件更靠物体侧包括至少1片满足下述条件式(2)的正透镜，
20＜vp＜65 (2)。
3.根据权利要求1或2所述的成像镜头，其中，
在将所述衍射光学元件内的最靠物体侧的正透镜的物体侧的面的曲率半径设为Rp1、
将所述衍射光学元件内的最靠物体侧的正透镜的像侧的面的曲率半径设为Rp2的情况下，
满足下述条件式(3)，
0.7＜(Rp1+Rp2)/(Rp1-Rp2)＜5 (3)。
4.根据权利要求1或2所述的成像镜头，其中，
所述前组具有正屈光力，
所述后组包括对焦时沿光轴移动的具有正屈光力的对焦透镜组。
5.根据权利要求4所述的成像镜头，其中，
所述对焦透镜组包括1片正透镜。
6.根据权利要求4所述的成像镜头，其中，
所述后组在比所述对焦透镜组更靠像侧包括校正图像抖动时沿与光轴交叉的方向移动的防振透镜组。
7.根据权利要求1或2所述的成像镜头，其中，
所述前组从物体侧依次包括第1部分组和在所述前组内由最长的光轴上的空气间隔与所述第1部分组隔开的第2部分组，
所述衍射光学元件配置于所述第2部分组。
8.根据权利要求7所述的成像镜头，其中，
所述第1部分组包括2片正透镜。
9.根据权利要求1或2所述的成像镜头，其中，
所述衍射光学元件内的最靠物体侧的正透镜的d线基准的色散系数，大于所述衍射光学元件内的最靠像侧的负透镜的d线基准的色散系数。
10.根据权利要求1或2所述的成像镜头，其中，
所述衍射光学元件在从物体侧依次配置的所述正透镜与所述负透镜之间从物体侧依次具有第1树脂部件和第2树脂部件，该第2树脂部件与所述第1树脂部件接合且折射率不同于所述第1树脂部件，
所述衍射面设置于所述第1树脂部件与所述第2树脂部件的接合面，
在将所述第1树脂部件的g线与F线之间的部分色散比设为θgF1、
将所述第2树脂部件的g线与F线之间的部分色散比设为θgF2的情况下，
满足下述条件式(4)，
0.08＜θgF2-θgF1＜0.3 (4)。
11.根据权利要求1所述的成像镜头，其中，
满足下述条件式(1-1)，
0.05＜Ddoe/f＜0.09 (1-1)。
12.根据权利要求2所述的成像镜头，其中，
在比所述衍射光学元件更靠物体侧包括至少1片满足下述条件式(2-1)的正透镜，
40＜νp＜55 (2-1)。
13.根据权利要求3所述的成像镜头，其中，
满足下述条件式(3-1)，
0.9＜(Rp1+Rp2)/(Rp1-Rp2)＜3 (3-1)。
14.根据权利要求10所述的成像镜头，其中，
满足下述条件式(4-1)，
0.13＜θgF2-θgF1＜0.2 (4-1)。
15.一种摄像装置，其特征在于，具备权利要求1至14中任一项所述的成像镜头。
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