CN204101799U - 摄像透镜及摄像装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种使聚焦组轻量化并且FNo.小而高性能的摄像透镜及摄像装置。该摄像透镜包括：聚焦时固定并具有正的折射力的第一透镜组(G1)、聚焦时移动的具有正的折射力的第二透镜组(G2)、聚焦时固定的第三透镜组(G3)，第一透镜组(G1)包括，正的折射力的第1a透镜组(G1a)、孔径光阑(St)、正的折射力的第1b透镜组(G1b)，第1a透镜组(G1a)包括，正透镜(L1a1)、负的弯月形透镜(L1a2)、负的弯月形透镜(L1a3)、正的弯月形透镜(L1a4)、负透镜(L1a5)、正透镜(L1a6)、负透镜(L1a7)、正透镜(L1a8)和负透镜(L1a9)的接合透镜。

Description

摄像透镜及摄像装置

技术领域

本实用新型涉及一种摄像透镜及摄像装置，具体地，涉及一种在数码相机、播放用相机、电影摄影用相机等电子相机中所使用的摄像透镜及具备该摄像透镜的摄像装置。 

背景技术

作为用于将CCD(电荷耦合器件，Charge Coupled Device)及CMOS(互补金属氧化物半导体，Complementary Metal Oxide Semiconductor)等摄像元件作为记录介质的视频照相机及电子静止照相机等摄像装置中的摄像透镜，以往提出了多种明亮而高性能的摄像透镜。其中，高斯型摄像透镜尤为出名，提出了FNo.从1.2到2.8左右的各种摄像透镜。 

例如，在专利文献1中，提出了FNo.为1.4的摄像透镜。此外，专利文献2中提出了，使聚焦以后对焦的方式进行从而实现了聚焦透镜的轻量化的摄像透镜。 

【在先技术文献】 

【专利文献】 

专利文献1：日本特开平6-242370号公报 

专利文献2：日本特开平9-49968号公报 

实用新型内容

【实用新型要解决的课题】 

特别是，就电影摄影用透镜而言，要求即使在打开光阑下也保持高性能，然而，就专利文献1的摄像透镜而言，当Fno.为1.4时较为明亮，而在打开光阑的情况下残留有弧矢的慧形光斑，且整体扩展而进行聚焦，因此聚焦透镜组的重量大的缺点存在。 

此外，就专利文献2的摄像透镜而言，由于由一个接合透镜进行聚焦 因而较为轻量，然而存在Fno.为2.8这样的暗弱的缺点。 

本实用新型鉴于上述课题而完成，其目的在于，提供一种聚焦组轻量且Fno.小并且高性能的摄像透镜、及具备该摄像透镜的摄像装置。 

【用于解决课题的手段】 

本实用新型的摄像透镜实质上从物体侧依次包括，聚焦时固定并具有正的折射力(也称光焦度)的第一透镜组、聚焦时移动的具有正的折射力的第二透镜组、聚焦时固定的第三透镜组，所述摄像透镜的特征在于，第一透镜组实质上从物体侧依次包括，正的折射力的第1a透镜组、光阑、正的折射力的第1b透镜组，第1a透镜组实质上从物体侧依次包括，使曲率半径的绝对值小的凸面朝向物体侧的正透镜(1a1)、使凸面朝向物体侧的负的弯月形透镜(1a2)、使凸面朝向物体侧的负的弯月形透镜(1a3)、使凸面朝向物体侧的正的弯月形透镜(1a4)、使曲率半径的绝对值小的凹面朝向像侧的负透镜(1a5)、正透镜(1a6)、负透镜(1a7)、正透镜(1a8)和负透镜(1a9)的接合透镜。 

在本实用新型的摄像透镜中，优选满足下述条件式。 

0.20＜f/f2＜0.50...(1) 

其中，设置为，f：对无限远物体进行合焦时的整个系统的焦点距离，f2：所述第二透镜组的焦点距离。 

在该情况下，更优选满足下述条件式。 

0.25＜f/f2＜0.40...(1)’ 

此外，优选第二透镜组实质上包括使曲率半径的绝对值小的凸面朝向物体侧的正透镜。 

此外，优选第1b透镜组实质上包括：正透镜(1b1)和负透镜(1b2)的接合透镜。 

此外，优选第三透镜组实质上从物体侧依次包括，使曲率半径的绝对值小的面朝向像侧的负透镜(31)、使曲率半径的绝对值小的面朝向物体侧的正透镜(32)。 

此外，优选满足下述条件式。 

80＜v1a8...(2) 

40＜v1a9＜60...(3) 

其中，设置为，v1a8：所述正透镜1a8的阿贝数，v1a9：所述负透镜1a9的阿贝数。 

此外，优选满足下述条件式。 

0.20＜D/f＜0.60...(4) 

其中，设置为，D：所述光阑和所述第1b透镜组的间隔，f：对无限远物体进行合焦时的整个系统的焦点距离(也称焦距)。 

在该情况下，更优选满足下述条件式。 

0.30＜D/f＜0.50...(4)’ 

本实用新型的摄像装置的特征在于，具备上述记载的本实用新型的摄像透镜。 

【实用新型效果】 

本实用新型的摄像透镜实质上从物体侧依次包括，聚焦时固定并具有正的折射力的第一透镜组、聚焦时移动的具有正的折射力的第二透镜组、聚焦时固定的第三透镜组，第一透镜组实质上从物体侧依次包括，正的折射力的第1a透镜组、光阑、正的折射力的第1b透镜组，第1a透镜组实质上从物体侧依次包括，使曲率半径的绝对值小的凸面朝向物体侧的正透镜1a1、使凸面朝向物体侧的负的弯月形透镜1a2、使凸面朝向物体侧的负的弯月形透镜1a3、使凸面朝向物体侧的正的弯月形透镜1a4、使曲率半径的绝对值小的凹面朝向像侧的负透镜1a5、正透镜1a6、负透镜1a7、正透镜1a8和负透镜1a9的接合透镜，因此，能够使聚焦透镜组(第二透镜组)轻量化，并且能够实现FNo.小而高性能的摄像透镜。 

此外，本实用新型的摄像装置具备本实用新型的摄像透镜，因此能够高速进行聚焦，从而能够得到更加明亮而高画质的映像。 

附图说明

图1为表示本实用新型的一实施方式所涉及的摄像透镜(与实施例1具有共通的结构)的透镜结构的剖视图 

图2为表示本实用新型的实施例2的摄像透镜的透镜结构的剖视图 

图3为表示本实用新型的实施例3的摄像透镜的透镜结构的剖视图 

图4为本实用新型的实施例1的摄像透镜的各像差图(A～E) 

图5为本实用新型的实施例1的摄像透镜的横像差图 

图6为本实用新型的实施例2的摄像透镜的各像差图(A～E) 

图7为本实用新型的实施例2的摄像透镜的横像差图 

图8为本实用新型的实施例3的摄像透镜的各像差图(A～E) 

图9为本实用新型的实施例3的摄像透镜的横像差图 

图10为本实用新型的实施方式所涉及的摄像装置的简略结构图 

具体实施方式

以下，参照附图对本实用新型的实施方式进行详细说明。图1为表示本实用新型的一实施方式所涉及的摄像透镜(与实施例1具有共通的结构)的透镜结构的剖视图。图1所示的结构例具有与后述的实施例1的摄像透镜的结构共通的结构。在图1中，左侧为物体侧，右侧为像侧。 

该摄像透镜沿着光轴Z从物体侧依次由如下的构件构成，即，聚焦时固定并具有正的折射力且包括孔径光阑St的第一透镜组G1；聚焦时移动的具有正的折射力的第二透镜组G2；聚焦时固定的第三透镜组G3。需要说明的是，图1所示的孔径光阑St未必表示其大小或形状，而表示在光轴Z上的位置。 

这样通过使第一透镜组G1具有正的折射力，来抑制向第二透镜组G2照射的轴上边缘光线的高度，因此控制了聚焦透镜组(第二透镜组G2)的直径从而能够实现轻量化。 

在将该摄像透镜应用在摄像装置中时，优选根据装配透镜的相机侧的结构，在光学系统和像面Sim之间配置盖玻片、棱镜、红外线截止滤波器或低通滤波器等各种滤波器，由此，在图1中，示出了将在这些的假定下的平行平板状的光学构件PP配置在第三透镜组G3和像面Sim之间的示例。 

第一透镜组G1从物体侧依次由正的折射力的第1a透镜组G1a、孔径光阑St、正的折射力的第1b透镜组G1b构成。这样通过在孔径光阑St之后放置正的折射力的透镜组，使得向第二透镜组G2照射的主光线的倾角变小，由此控制了因聚焦造成的视角的变动。 

此外，第1a透镜组G1a由如下的透镜构成，即，使曲率半径的绝对 值小的凸面朝向物体侧的正透镜L1a1、使凸面朝向物体侧的负的弯月形透镜L1a2、使凸面朝向物体侧的负的弯月形透镜L1a3、使凸面朝向物体侧的正的弯月形透镜L1a4、使曲率半径的绝对值小的凹面朝向像侧的负透镜L1a5、正透镜L1a6、负透镜L1a7、正透镜L1a8和负透镜L1a9的接合透镜。通过设置为这种结构，抑制了球面像差、彗差、像散。 

此外，第1b透镜组G1b由正透镜L1b1和负透镜L1b2的接合透镜构成。通过设置为这种结构，能够补正轴上的色差、倍率的色差。 

此外，第二透镜组G2由使曲率半径的绝对值小的凸面朝向物体侧的正透镜L2构成。通过设置为这种结构，控制了聚焦时的球面像差的变动。此外，仅通过一片透镜进行聚焦因此较为轻量。 

此外，第三透镜组G3从物体侧依次由使曲率半径的绝对值小的面朝向像侧的负透镜L31、使曲率半径的绝对值小的面朝向物体侧的正透镜L32构成。 

此外，本实用新型的实施方式所涉及的摄像透镜以满足下述条件式(1)的方式构成。需要说明的是，通过满足下述条件式(1)’，能够设置为更高性能的摄像透镜。 

0.20＜f/f2＜0.50...(1) 

0.25＜f/f2＜0.40...(1)’ 

其中，f：在无限远物体合焦时的整个系统的焦点距离，f2：所述第二透镜组的焦点距离。 

如果低于该条件式(1)的下限，则聚焦透镜组的移动量变得过大，而如果高于上限，则因聚焦造成的球面像差的变动变大。 

此外，本实用新型的实施方式所涉及的摄像透镜以满足下述条件式(2)、(3)的方式构成。 

80＜v1a8...(2) 

40＜v1a9＜60...(3) 

其中，v1a8：所述正透镜1a8的阿贝数，v1a9：所述负透镜1a9的阿贝数。 

如果低于该条件式(2)的下限，则变得难以进行轴上色差的补正。而且如果高于条件式(3)的下限，则变得难以进行二维色差的补正，而 且如果高于上限，则变得难以进行轴上色差的补正。 

此外，本实用新型的实施方式所涉及的摄像透镜以满足下述条件式(4)的方式构成。需要说明的是，通过满足下述条件式(4)’，能够设置为更高性能的摄像透镜。 

0.20＜D/f＜0.60...(4) 

0.30＜D/f＜0.50...(4)’ 

其中，D：所述光阑和所述第1b透镜组之间隔，f：在无限远物体合焦时的整个系统的焦点距离。 

如果低于该条件式(4)的下限，则第二透镜组G2所入射的主光线的倾角变大，因聚焦造成的视角变动变大。此外，如果高于条件式(4)的上限，则第二透镜组G2所入射的主光线的高度变高，因聚焦造成的视角变动也同样变大。 

在本摄像透镜中，作为最靠物体侧配置的材料，具体地，优选使用玻璃，或者可以使用透明的陶瓷。 

此外，在将本摄像透镜用于条件严峻的环境的情况下，优选实施保护用的多层膜涂层。另外，除保护用涂层以外，也可以实施用于降低使用时的重影等的反射防止涂层。 

此外，在图1所示的示例中，示出了在透镜系统和像面Sim之间配置有光学构件PP的示例，然而作为低通滤波器或如截止特定的波长域那样的各种滤波器等的配置取代，可以在各透镜之间配置这些各种滤波器、或者在任意的透镜的透镜面实施具有与各种滤波器同样作用的涂层。 

接下来，对本实用新型的摄像透镜的数值实施例进行说明。需要说明的是，以下的表1～7所示的数值及图4～9的像差图为，按照使在无限远物体合焦时的整个系统的焦点距离成为1.0的方式所标准化了的数值及像差图。 

图1中示出了表示实施例1的摄像透镜的透镜结构的剖视图，图2中示出了表示实施例2的摄像透镜的透镜结构的剖视图，图3中示出了表示实施例3的摄像透镜的透镜结构的剖视图。需要说明的是，在图1～图3中，也一并示出光学构件PP，左侧为物体侧，右侧为像侧，图示的孔径光阑St未必表示其大小或形状，而表示在光轴Z上的位置。 中，作为本实用新型的实施方式的摄像装置的一例，示出了使用本实用新型的实施方式的摄像透镜的摄像装置的简略结构图。作为摄像装置，例如，能够例举以CCD或CMOS等固体摄像元件作为记录介质的视频照相机或电子静止照相机等。 

表1中示出了实施例1的摄像透镜的基本透镜数据，表2中示出了与各要素相关的数据。此外，表3中示出了实施例2的摄像透镜的基本透镜数据，表4中示出了与各要素相关的数据。此外，表5中示出了实施例3的摄像透镜的基本透镜数据，表6中示出了与各要素相关的数据。 

以下，关于表中的记号的含义以实施例1的表格为例进行说明，在实施例2、3也基本相同。 

在表1的透镜数据中，在Si栏示出了以最靠物体侧的结构要素的面为第1号而随着朝向像侧依次增加的第i号(i＝1，2，3，...)的面编号，在Ri栏示出了第i号的面的曲率半径，在Di栏示出了第i号的面和第i+1号的面之间的在光轴Z上的面间隔。此外，在Ndi栏示出了第i号的面和第i+1号的面之间的媒质的对d线(波长587.6nm)的折射率，在vdj栏示出了以最靠物体侧的光学要素为第1号而随着朝向像侧依次增加的第j号(j＝1，2，3，...)的光学要素的对d线的阿贝数。 

需要说明的是，就曲率半径的符号而言，面形状向物体侧凸时为正，面形状向像侧凸时为负。基本透镜数据也包括孔径光阑St、光学构件PP、像面地进行表示。在相当于孔径光阑St的面的面编号栏中与面编号一起而标记有(光阑)这种词，同样，在相当于像面的面的面编号栏中与面编号一起而标记有(像面)这种词。 

在表2的与各要素相关的数据中，示出了焦点距离f’、F数Fno.及全视角2ω的值。 

在与基本透镜数据及各要素相关的数据中，作为角度的单位而使用度，而其他由于进行了标准化因此无单位。 

【表1】 

实施例1·透镜数据(n、v：d线) 

【表2】 

实施例1·各要素(d线) 

f′	1.00
		FNo.	1.90
2ω[°]	46.8

【表3】 

实施例2·透镜数据(n、v：d线) 

【表4】 

实施例2·各要素(d线) 

f′	1.00
		FNo.	1.90
2ω[°]	46.6

【表5】 

实施例3·透镜数据(n、v：d线) 

【表6】 

实施例3·各要素(d线) 

f′	1.00
		FNo.	1.90
2ω[°]	46.4

表7表示实施例1～3的摄像透镜与条件式(1)～(4)对应的值。需要说明的是，所有实施例均以d线为基准波长，下述的表7所示的值为以该基准波长为准而得到的值。 

【表7】 

式编号	条件式	实施例1	实施例2	实施例3
					(1)	f/f2	0.31702	0.35798	0.30684
(2)	v1a8	81.54	81.54	81.54
					(3)	v1a9	58.90	44.35	42.49
(4)	D/f	0.4116	0.3666	0.3778

图4(A)～(E)表示实施例1的摄像透镜的各像差图。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、倍率色差。 

在表示球面像差、像散、畸变像差的各像差图中，示出了以d线(波长587.6nm)为基准波长而得到的像差。在球面像差图及倍率色差图中，分别由实线、长虚线、短虚线、灰色线表示关于d线(波长587.6nm)、C线(波长656.3nm)、F线(波长486.1nm)，g线(波长435.8nm)的像差。在像散图中，分别由实线和虚线表示弧矢方向、子午方向的像差。球面像差图的Fno.代表F数，而其他的像差图的ω代表半视角。 

此外，图5表示实施例1的摄像透镜的横像差图。 

在横像差图中，分别由实线、短虚线、长虚线表示关于d线(波长587.6nm)、C线(波长656.3nm)、F线(波长486.1nm)的像差。 

同样，图6(A)～(E)表示实施例2的摄像透镜的各像差图，图7表示横像差图。 

此外，图8(A)～(E)表示实施例3的摄像透镜的各像差图，图9表示横像差图。 

根据以上的数据，可知，实施例1～3的摄像透镜均满足条件式(1)～(4)，实施例1～3的摄像透镜为具有轻量的聚焦透镜组(第二透镜组G2)并且FNo.小而高性能的摄像透镜。 

接下来，对本实用新型的实施方式所涉及的摄像装置进行说明。图10 中，作为本实用新型的实施方式的摄像装置的一例，示出了使用本实用新型的实施方式的摄像透镜的摄像装置的简略结构图。作为摄像装置，例如，能够例举以CCD或CMOS等固体摄像元件作为记录介质的视频照相机或电子静止照相机等。 

图10所示的摄像装置10具备，摄像透镜1、在摄像透镜1的像侧所配置的滤波器2、对由摄像透镜成像的被拍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、用于进行摄像透镜1的调焦的聚焦控制部5。 

摄像透镜1从物体侧依次由如下的构件构成，即，具有正的折射力且包括孔径光阑的第一透镜组G1、具有正的折射力的第二透镜组G2、第三透镜组G3，摄像透镜1构成为通过移动第二透镜组来进行聚焦。 

图10中简略地示出了各透镜组。摄像元件3为将由摄像透镜1形成的光学像转换成电信号的构件，其摄像面以与摄像透镜的像面一致的方式配置。作为摄像元件3能够使用例如CCD或CMOS等。 

以上，例举实施方式及实施例而对本实用新型进行了说明，然而本实用新型并不限定于上述实施方式及实施例，而能够进行各种变形。例如，各透镜成分的曲率半径、面间隔、折射率、阿贝数等值并不限定于上述各数值实施例中所示的值，也可以采取其他值。 

Claims (10)

1.一种摄像透镜，其中， 

实质上从物体侧依次包括：聚焦时固定并具有正折射力的第一透镜组、聚焦时移动的具有正折射力的第二透镜组、聚焦时固定的第三透镜组， 

所述第一透镜组实质上从物体侧依次包括正折射力的第1a透镜组、光阑、正折射力的第1b透镜组， 

所述第1a透镜组实质上从物体侧依次包括：使曲率半径的绝对值小的凸面朝向物体侧的正透镜(1a1)、使凸面朝向物体侧的负的弯月形透镜(1a2)、使凸面朝向物体侧的负的弯月形透镜(1a3)、使凸面朝向物体侧的正的弯月形透镜(1a4)、使曲率半径的绝对值小的凹面朝向像侧的负透镜(1a5)、正透镜(1a6)、负透镜(1a7)、正透镜(1a8)和负透镜(1a9)的接合透镜。 

2.如权利要求1所述的摄像透镜，其中， 

满足下述条件式， 

0.20＜f/f2＜0.50...(1) 

其中， 

f：在无限远物体合焦时的整个系统的焦点距离， 

f2：所述第二透镜组的焦点距离。 

3.如权利要求2所述的摄像透镜，其中， 

满足下述条件式， 

0.25＜f/f2＜0.40...(1)’。 

4.如权利要求1至3中的任意一项所述的摄像透镜，其中， 

所述第二透镜组实质上包括使曲率半径的绝对值小的凸面朝向物体侧的正透镜。 

5.如权利要求1至3中的任意一项所述的摄像透镜，其中， 

所述第1b透镜组实质上包括：接合正透镜(1b1)和负透镜(1b2)的接合透镜。 

6.如权利要求1至3中的任意一项所述的摄像透镜，其中， 

所述第三透镜组实质上从物体侧依次包括：使曲率半径的绝对值小的 面朝向像侧的负透镜(31)、使曲率半径的绝对值小的面朝向物体侧的正透镜(32)。 

7.如权利要求1至3中的任意一项所述的摄像透镜，其中， 

满足下述条件式， 

80＜v1a8...(2) 

40＜v1a9＜60...(3) 

其中， 

v1a8：所述正透镜1a8的阿贝数， 

v1a9：所述负透镜1a9的阿贝数。 

8.如权利要求1至3中的任意一项所述的摄像透镜，其中， 

满足下述条件式， 

0.20＜D/f＜0.60...(4) 

其中， 

D：所述光阑和所述第1b透镜组的间隔， 

f：在无限远物体合焦时的整个系统的焦点距离。 

9.如权利要求8所述的摄像透镜，其中， 

满足下述条件式， 

0.30＜D/f＜0.50...(4)’。 

10.一种摄像装置，其特征在于， 

具备权利要求1至9中的任意一项所述的摄像透镜。