CN209044172U - 成像镜头及摄像装置 - Google Patents

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CN209044172U CN201821510703.9U CN201821510703U CN209044172U CN 209044172 U CN209044172 U CN 209044172U CN 201821510703 U CN201821510703 U CN 201821510703U CN 209044172 U CN209044172 U CN 209044172U
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Abstract

本实用新型提供一种与摄影距离无关地最大视角的主光线入射于像面的入射角小，由对焦引起的视角变动小，产品外径小，且高性能的成像镜头及具备该成像镜头的摄像装置。本实用新型的成像镜头从物体侧依次由第1透镜组(G1)、孔径光圈(St)及正的第2透镜组(G2)构成。在从远距离物体向近距离物体进行对焦时，第1透镜组(G1)不动，孔径光圈(St)与第2透镜组(G2)向物体侧一体移动。满足与整个系统的焦距、第1透镜组(G1)的焦距、第2透镜组(G2)的主点位置、第2透镜组(G2)的焦距、后焦距等有关的规定的条件式。

Description

成像镜头及摄像装置
技术领域
本实用新型涉及一种成像镜头及摄像装置，尤其涉及一种适合于FA(工厂自动化(factory automation))用摄像机、MV(机器视觉(Machine Visio n))用摄像机、数码相机、监控摄像机、车载用摄像机及电影用摄像机等的成像镜头以及具备该成像镜头的摄像装置。
背景技术
MV用摄像机等中使用具有对焦功能的成像镜头。作为以往已知的具有对焦功能的成像镜头，例如可举出在下述专利文献1～3中记载的成像镜头。在专利文献1～3中记载了后对焦式的逆望远型的镜头系统。
专利文献1：日本特开2003-202493号公报
专利文献2：日本特开平9-43512号公报
专利文献3：日本特开平8-166537号公报
近年来，在上述摄像机中，通常是组合成像镜头与CCD(电荷耦合器件(C hargeCoupled Device))或CMOS(互补金属氧化物半导体(Complementary Metal OxideSemiconductor))等成像元件而成的结构。在这种结构中，从为了抑制周边光量的下降等理由考虑，要求与摄影距离无关地最大视角的主光线入射于像面的入射角小的成像镜头。并且，在上述摄像机中，还要求由对焦引起的视角变动小。而且，考虑到接合相机主体与成像镜头的卡口部分的规格，要求能够缩小产品外径的成像镜头。
然而，在专利文献1、2中记载的镜头系统难以缩小成像镜头的产品外径。在专利文献3中记载的镜头系统中，还不能说最大视角的主光线入射于像面的入射角充分小。
实用新型内容
本实用新型是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种与摄影距离无关地最大视角的主光线入射于像面的入射角小，由对焦引起的视角变动小，能够缩小产品外径，并且具有良好的性能的成像镜头及具备该成像镜头的摄像装置。
为了解决上述课题，本实用新型的成像镜头从物体侧朝向像侧依次由第1 透镜组、孔径光圈及具有正屈光力的第2透镜组构成，在从远距离物体向近距离物体进行对焦时，第1透镜组相对于像面固定，孔径光圈与第2透镜组向物体侧一体移动，在对焦于无限远物体的状态下，将整个系统的焦距设为f，将第1透镜组的焦距设为f1，将从孔径光圈至第2透镜组的物体侧主点为止的光轴方向的距离设为sH，将第2透镜组的焦距设为f2，将第1透镜组的最靠物体侧的透镜面上的近轴轴上光线的高度设为h1，将第1透镜组的最靠像侧的透镜面上的近轴轴上光线的高度设为h2，将以空气换算距离计的整个系统的后焦距设为Bf时，满足由以下表示的所有条件式(1)、(2)、(3)、(4)。
-0.1＜f/f1＜0.1……(1)
0.8＜sH/f2＜1.2……(2)
0.3＜h1/h2＜1……(3)
1.4＜f/(Bf×(h1/h2))＜2.5……(4)
在本实用新型的成像镜头中，优选满足下述条件式(1-1)、(2-1)、 (3-1)、(4-1)中的至少一个。
-0.06＜f/f1＜0.06……(1-1)
0.85＜sH/f2＜1.1……(2-1)
0.35＜h1/h2＜0.8……(3-1)
1.55＜f/(Bf×(h1/h2))＜2……(4-1)
在本实用新型的成像镜头中，在对焦于无限远物体的状态下，将第1透镜组与第2透镜组在光轴上的间隔设为d，将比第2透镜组的最靠物体侧的透镜面更靠物体侧设为负方向，将从第2透镜组的最靠物体侧的透镜面至第2透镜组的物体侧焦点为止的光轴上的空气换算距离设为Ff2时，优选满足下述条件式(5)，更优选满足下述条件式(5-1)。
-1.2＜Ff2/d＜0……(5)
-1.1＜Ff2/d＜0……(5-1)
在本实用新型的成像镜头中，在对焦于无限远物体的状态下，将从最靠物体侧的透镜面至第1透镜组的最靠像侧的透镜面为止的光轴上的距离设为dG 1，将从最靠物体侧的透镜面至最靠像侧的透镜面为止的光轴上的距离与上述B f之和设为TTL时，优选满足下述条件式(6)，更优选满足下述条件式(6- 1)。
0.2＜dGl/TTL＜0.5……(6)
0.25＜dGl/TTL＜0.4……(6-1)
在本实用新型的成像镜头中，最靠物体侧的透镜及从物体侧起第2个透镜中的至少一个透镜的d线基准的色散系数优选大于40，进一步优选小于85。
在本实用新型的成像镜头中，在对焦于无限远物体的状态下，将从最靠物体侧的透镜面至最靠像侧的透镜面为止的光轴上的距离与上述Bf之和设为TT L，将第1透镜组与第2透镜组在光轴上的间隔设为d时，优选满足下述条件式(7)，更优选满足下述条件式(7-1)。
4＜TTL/d＜9……(7)
4.5＜TTL/d＜8.5……(7-1)
在本实用新型的成像镜头中，在对焦于无限远物体的状态下，将从最靠物体侧的透镜面至第1透镜组的最靠像侧的透镜面为止的光轴上的距离设为dG 1，将第1透镜组与第2透镜组在光轴上的间隔设为d时，优选满足下述条件式(8)，更优选满足下述条件式(8-1)。
1＜dG1/d＜4……(8)
1.4＜dG1/d＜3.5……(8-1)
在本实用新型的成像镜头中，在对焦于无限远物体的状态下，将第1透镜组与第2透镜组在光轴上的间隔设为d时，关于该d与上述Bf优选满足下述条件式(9)，更优选满足下述条件式(9-1)。
0.5＜Bf/d＜3……(9)
0.7＜Bf/d＜2……(9-1)
在本实用新型的成像镜头中，优选第1透镜组包括至少2片负透镜。
本实用新型的摄像装置具备本实用新型的成像镜头。
另外，本说明书的“由～构成”表示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屈光力的透镜、以及光圈、滤光片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，本说明书中，“具有正屈光力的～组”表示组整体具有正屈光力。同样地，“具有负屈光力的～组”表示组整体具有负屈光力。关于屈光力的符号，当包含非球面时，设为在近轴区域中考虑。“透镜组”未必一定由多个透镜构成，还可以包括仅由1片透镜构成的透镜组。“整个系统”表示成像镜头整体。“后焦距”是从最靠像侧的透镜面至像侧焦点为止的光轴上的距离。上述条件式均在对焦于无限远物体的状态下以d线(波长587.6nm(纳米))为基准。
实用新型效果
根据本实用新型，在从物体侧依次由第1透镜组、孔径光圈及具有正屈光力的第2透镜组构成的镜头系统中，通过适当地设定对焦时的行为，并满足规定的条件式，能够提供一种与摄影距离无关地最大视角的主光线入射于像面的入射角小，由对焦引起的视角变动小，能够缩小产品外径，并且具有良好的性能的成像镜头及具备该成像镜头的摄像装置。
附图说明
图1是表示本实用新型的一实施方式所涉及的成像镜头(本实用新型的实施例1的成像镜头)的结构及光路的剖视图。
图2是由为无焦系统的第1透镜组及像侧远心的第2透镜组构成的光学系统的概念图。
图3是表示本实用新型的实施例2的成像镜头的结构与光路的剖视图。
图4是表示本实用新型的实施例3的成像镜头的结构与光路的剖视图。
图5是表示本实用新型的实施例4的成像镜头的结构与光路的剖视图。
图6是表示本实用新型的实施例5的成像镜头的结构与光路的剖视图。
图7是本实用新型的实施例1的成像镜头的各像差图。
图8是本实用新型的实施例2的成像镜头的各像差图。
图9是本实用新型的实施例3的成像镜头的各像差图。
图10是本实用新型的实施例4的成像镜头的各像差图。
图11是本实用新型的实施例5的成像镜头的各像差图。
图12是本实用新型的一实施方式所涉及的摄像装置的概略结构图。
符号说明
1-成像镜头，2-轴上光束，3-最大视角的光束，4-滤光片，5-成像元件， 6-信号处理部，7-聚焦控制部，10-摄像装置，G1-第1透镜组，G2-第2透镜组，H-第2透镜组的物体侧主点，L11～L17、L21～L26-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，参考附图对本实用新型的实施方式进行详细说明。图1中示出本实用新型的一实施方式所涉及的成像镜头的结构与及光路的剖视图。图1所示的例子与后述的实施例1的成像镜头对应。图1中，左侧为物体侧，右侧为像侧，作为光路而示出轴上光束2及最大视角的光束3的光路。图1中，在标注为“无限远”的上段示出了对焦于无限远物体的状态，在标注为“0.1m”的下段示出了对焦于物体距离为0.1m(米)的近距离物体的状态。另外，物体距离是指从最靠物体侧的透镜面至物体为止的光轴Z上的距离。
该成像镜头沿着光轴Z从物体侧朝向像侧依次由第1透镜组G1、孔径光圈St及具有正屈光力的第2透镜组G2构成。另外，图1所示的孔径光圈St并不一定表示大小或形状，而是表示光轴Z上的位置。
图1的例子中，第1透镜组G1从物体侧朝向像侧依次由透镜L11～L14这 4片透镜构成，第2透镜组G2从物体侧朝向像侧依次由透镜L21～L26这6片透镜构成。
另外，在图1中示出了在最靠像侧的透镜与像面Sim之间配置有平行平板状的光学部件PP的例子，但光学部件PP可以配置在与图1的例子不同的位置，并且可以是省略了光学部件PP的结构。光学部件PP是设想成红外截止滤光片、低通滤光片等各种滤光片和/或盖玻璃等的部件。
该成像镜头从远距离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固定，孔径光圈St与第2透镜组G2向物体侧一体移动。即，该成像镜头是后对焦式的镜头系统，在对焦时移动的透镜组(以下，称为聚焦透镜组)由孔径光圈St及第2透镜组G2构成。通过在对焦时如上所述使孔径光圈 St及第2透镜组G2移动，能够抑制由对焦引起的轴外像差的变动。图1的孔径光圈St与第2透镜组G2下方的括号与朝向左方向的箭头表示从远距离物体向近距离物体进行对焦时，孔径光圈St与第2透镜组G2向物体侧一体移动。
该成像镜头构成为满足所有下述条件式(1)～(4)。
-0.1＜f/f1＜0.1……(1)
0.8＜sH/f2＜1.2……(2)
0.3＜h1/h2＜1……(3)
1.4＜f/(Bf×(h1/h2))＜2.5……(4)
其中，
f：整个系统的焦距、
f1：第1透镜组的焦距、
sH：从孔径光圈至第2透镜组的物体侧主点为止的光轴方向的距离、
f2：第2透镜组的焦距、
h1：第1透镜组的最靠物体侧的透镜面上的近轴轴上光线的高度、
h2：第1透镜组的最靠像侧的透镜面上的近轴轴上光线的高度、
Bf：以空气换算距离计的整个系统的后焦距，
上述条件式中使用的符号均为对焦于无限远物体的状态下的符号。图1中示出第2透镜组G2的物体侧主点H。在此，关于sH的符号，将第2透镜组G2 的物体侧主点H位于比孔径光圈St更靠像侧的情况设为正，将位于比孔径光圈St更靠物体侧的情况设为负。另外，关于h1、h2，以基于“光学技术系列 1透镜设计法”(松居吉哉著、共立出版)的pp.19、(2.10)～(2.12)式的近轴光线追踪中的定义为基准。
通过满足条件式(1)，能够使第1透镜组G1成为大致无焦系统的结构。通过满足条件式(2)，能够使第2透镜组G2成为像侧远心性高的结构。
在此，为了容易理解，参考图2，对第1透镜组G1以无焦系统的方式构成，第2透镜组G2以像侧远心的方式构成，在第1透镜组G1与第2透镜组G2 之间配置有孔径光圈St的光学系统进行说明。图2是示意地示出了上述光学系统的图。在图2所示的光学系统中，第1透镜组G1为无焦系统，因此从物体侧向第1透镜组G1入射的主光线3c与光轴Z所呈的角的正切(tangent) 及从第1透镜组G1向像侧射出的主光线3c与光轴Z所呈的角的正切(tangen t)与入射侧的角度无关地成为比例的关系。从第1透镜组G1射出的主光线3c 通过孔径光圈St与光轴的交点，并入射至第2透镜组G2。第2透镜组G2以像侧远心的方式构成，因此只要主光线3c为视角内的光线，则与入射到第2透镜组G2的主光线3c的视角无关地，从第2透镜组G2射出的主光线3c与光轴 Z平行。即，图2所示的光学系统中，主光线3c入射于像面Sim的入射角必定成为0度。
在图2所示的光学系统中，如尝试从像侧向物体侧逆向追踪主光线3c可知，在第2透镜组G2和像面Sim的之间主光线3c与光轴Z平行，因此即使聚焦透镜组沿光轴方向移动，第1透镜组G1和第2透镜组G2之间的主光线3c 与光轴Z所呈的角也不变，因此，比第1透镜组G1更靠物体侧的主光线3c与光轴Z所呈的角也不变。即，即使聚焦透镜组移动，视角也不变。
本实施方式的成像镜头中，通过满足条件式(1)及(2)，能够实现图2 的光学系统或与图2的光学系统非常相近的光学系统。因此，通过满足条件式 (1)及(2)，能够抑制成与摄影距离无关地最大视角的主光线入射于像面Si m的入射角变小，并且能够抑制成由对焦引起的视角变动变小。
另外，若设为代替条件式(1)而满足下述条件式(1-1)的结构，则能够成为更良好的特性。并且，若设为代替条件式(2)而满足下述条件式(2-1) 的结构，则能够成为更良好的特性。
-0.06＜f/f1＜0.06……(1-1)
0.85＜sH/f2＜1.1……(2-1)
成像镜头采用了从物体侧朝向像侧依次由在对焦时不动的第1透镜组G1、孔径光圈St及具有正屈光力的第2透镜组G2构成的组结构。通过兼备该组结构及满足条件式(3)的结构，有利于在广角的镜头系统中确保后焦距，并且，入射到聚焦透镜组的最大视角的主光线与光轴Z所呈的角变小，因此能够抑制像散的变动。
在第1透镜组G1为无焦光学系统的情况下，条件式(3)的h1/h2相当于第1透镜组G1的无焦倍率。通过设成不成为条件式(3)的下限以下，能够防止入射到第1透镜组G1的光线与从第1透镜组G1射出的光线的角度变化过于急剧，从而能够抑制像差的产生。通过设成不成为条件式(3)的上限以上，入射到聚焦透镜组的最大视角的主光线与光轴Z所呈的角变小，因此能够抑制像散的变动。另外，若设为代替条件式(3)而满足下述条件式(3-1)的结构，则能够成为更良好的特性。
0.35＜h1/h2＜0.8……(3-1)
通过设成不成为条件式(4)的下限以下，有利于缩小产品外径。通过设成不成为条件式(4)的上限以上，容易缩小F值并且容易确保后焦距。另外，若设为代替条件式(4)而满足下述条件式(4-1)的结构，则能够成为更良好的特性。
1.55＜f/(Bf×(h1/h2))＜2……(4-1)
优选第1透镜组G1包括至少2片负透镜。当如此设定时，容易抑制畸变像差及倍率色差的产生。
优选最靠物体侧的透镜及从物体侧起第2个透镜中的至少一个透镜的d线基准的色散系数大于40。当如此设定时，能够抑制倍率色差的产生。而且，更优选最靠物体侧的透镜及从物体侧起第2个透镜中的至少一个透镜的d线基准的色散系数大于40且小于85。通过从现有的光学材料中选择色散系数小于85 的光学材料，不会使上述透镜的折射率变得过低，因此有利于畸变像差的校正。
并且，优选该成像镜头满足下述条件式(5)～(12)中的至少一个。
-1.2＜Ff2/d＜0……(5)
0.2＜dG1/TTL＜0.5……(6)
4＜TTL/d＜9……(7)
1＜dG1/d＜4……(8)
0.5＜Bf/d＜3……(9)
1＜Bf/(f×tan(ωmax))＜3……(10)
0＜(f×tan(ωmax))/d＜1.1……(11)
8＜TTL/(f×tan(ωmax))＜11……(12)
其中，
Ff2：从第2透镜组的最靠物体侧的透镜面至第2透镜组的物体侧焦点为止的光轴上的空气换算距离、
d：第1透镜组与第2透镜组在光轴上的间隔、
dG1：从最靠物体侧的透镜面至第1透镜组的最靠像侧的透镜面为止的光轴上的距离、
TTL：从最靠物体侧的透镜面至最靠像侧的透镜面为止的光轴上的距离与上述Bf之和、
ωmax：最大半视角，
上述条件式中使用的符号均为对焦于无限远物体的状态下的符号。关于Ff 2的符号，将第2透镜组G2的物体侧焦点位于比第2透镜组的最靠物体侧的透镜面更靠像侧的情况设为正，将位于比第2透镜组的最靠物体侧的透镜面更靠物体侧的情况设为负。ωmax为最大全视角的半值。图2的例子中，比透镜L1 1更靠物体侧的、以最大视角的光束3中的单点划线表示的主光线与光轴Z所呈的角相当于ωmax。
以下，对上述各条件式进行说明。条件式(5)的Ff2相当于第2透镜组G 2的前焦距。在第1透镜组G1与第2透镜组G2之间配置了孔径光圈St的镜头系统中，通过设成不成为条件式(5)的下限以下，最大视角的主光线入射于像面S1111的入射角不会取值于正值侧及负值侧中的其中一侧的较大值，并且通过设成不成为条件式(5)的上限以上，最大视角的主光线入射于像面Sim的入射角不会取值于上述的另一侧的较大值，因此能够确保像侧远心性。另外，若设为满足下述条件式(5-1)的结构，则能够成为更良好的特性。
-1.1＜Ff2/d＜0……(5-1)
通过设成不成为条件式(6)的下限以下，有利于确保第1透镜组G1的无焦倍率。通过设成不成为条件式(6)的上限以上，能够确保入射到第2透镜组G2的轴外光线的高度，并且能够确保聚焦透镜组的移动量。另外，若设为满足下述条件式(6-1)的结构，则能够成为更良好的特性。
0.25＜dG1/TTL＜0.4……(6-1)
通过设成不成为条件式(7)的下限以下，能够确保良好的像差校正所需的镜头系统的光轴方向的长度。通过设成不成为条件式(7)的上限以上，能够防止镜头系统总长度变得过长而透镜直径变得过大。并且，通过设成不成为条件式(7)的上限以上，能够确保聚焦透镜组的移动量。另外，若设为满足下述条件式(7-1)的结构，则能够成为更良好的特性。
4.5＜TTL/d＜8.5……(7-1)
通过设成不成为条件式(8)的下限以下，有利于确保第1透镜组G1的无焦倍率。通过设成不成为条件式(8)的上限以上，能够确保聚焦透镜组的移动量。另外，若设为满足下述条件式(8-1)的结构，则能够成为更良好的特性。
1.4＜dG1/d＜3.5……(8-1)
通过设成不成为条件式(9)的下限以下，能够确保成像镜头与成像元件的间隔，从而容易构建摄像装置中的机械结构。通过设成不成为条件式(9) 的上限以上，能够确保聚焦透镜组的移动量。另外，若设为满足下述条件式 (9-1)的结构，则能够成为更良好的特性。
0.7＜Bf/d＜2……(9-1)
通过设成不成为条件式(10)的下限以下，能够确保成像镜头与成像元件的间隔，从而容易构建卡口部的机械结构。通过设成不成为条件式(10)的上限以上，能够防止镜头系统总长度变得过长。
关于条件式(11)的下限，由于f、tanωmax、d取正值，因此成为0＜ (f×tan(ωmax))/d。通过设成不成为条件式(11)的上限以上，能够确保聚焦透镜组的移动量。
通过设成不成为条件式(12)的下限以下，有利于确保充分的后焦距与聚焦透镜组的移动量。通过设成不成为条件式(12)的上限以上，不会使镜头系统总长度变得过长，因此能够有效地抑制最靠物体侧的透镜的有效直径或者最靠像侧的透镜的有效直径，从而有利于缩小成像镜头的产品外径。
上述的优选结构及可能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。根据本实施方式，能够实现与摄影距离无关地最大视角的主光线入射于像面Sim的入射角小，由对焦引起的视角变动小，能够缩小产品外径，并且具有良好的性能的成像镜头。另外，“主光线入射于像面Sim的入射角”是指主光线与像面Sim的法线所呈的角。并且，在此所说的“最大视角的主光线入射于像面Sim的入射角小”表示像面Sim的垂线与最大视角的主光线所呈的角在-5度～+5度的范围内。
接着，对本实用新型的成像镜头的数值实施例进行说明。
[实施例1]
实施例1的成像镜头的剖视图为图1所示的结构，其图示方法如上所述，因此在此省略一部分重复说明。实施例1的成像镜头从物体侧朝向像侧依次由具有负屈光力的第1透镜组G1、孔径光圈St及具有正屈光力的第2透镜组G2 构成。在从远距离物体向近距离物体进行对焦时，第1透镜组G1相对于像面S im固定，孔径光圈St与第2透镜组G2向物体侧一体移动。第1透镜组G1从物体侧朝向像侧依次由透镜L11～L14这4片透镜构成，第2透镜组G2从物体侧朝向像侧依次由透镜L21～L26这6片透镜构成。
将实施例1的成像镜头的基本透镜数据示于表1中，将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中，在面编号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栏中示出各面与在其像侧相邻的面的光轴上的面间隔。并且，在Nd栏中示出各构成要件相对于d线(波长587.6nm(纳米))的折射率，在v d栏中示出各构成要件的d线基准的色散系数。
表1中，关于曲率半径的符号，将凸面朝向物体侧的面形状的情况为正，将凸面朝向像侧的面形状的情况为负。在表1中一并示出了孔径光圈St及光学部件PP。表1中，在相当于孔径光圈St的面的面编号栏中记载了面编号及 (St)这一术语。表1的D的最下栏的值是表中的最靠像侧的面与像面Sim的间隔。在表1中，关于可变面间隔，使用了DD[]这一记号，在[]中标注该间隔的物体侧的面编号并计入于D栏中。
在表2中，示出对焦于无限远物体的状态的整个系统的焦距f、对焦于物体距离为0.1m(米)的物体的状态的整个系统的焦距fnear、对焦于无限远物体的状态的以空气换算距离计的整个系统的后焦距Bf。并且，在表2中以d线基准来表示对焦于无限远物体的状态及对焦于物体距离为0.1m(米)的物体的状态的F值FNo.最大全视角2ω及可变面间隔的值。2ω栏的(°)表示单位为度。表2中，将对焦于无限远物体的状态的各值示于标记为“无限远”的栏中，将对焦于物体距离为0.1m(米)的物体的状态的各值示于标记为“0.1 m”的栏中。
在表1中，在非球面的面编号上标有*标记，在非球面的曲率半径栏中记载了近轴的曲率半径的数值。在表3中示出非球面的面编号及与各非球面相关的非球面系数。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所表示的非球面式中的各系数KA、Am(m＝3、4、 5、……)的值。
Zd＝C×h2/{1+(1-KA×C2×h2)1/2}+∑Am×hm
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切的光轴垂直的平面的垂线的长度)；
h：高度(从光轴至透镜面为止的距离)；
C：近轴曲率；
KA、Am：非球面系数，
非球面式的∑表示与m相关的总和。
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(毫米)，但光学系统即使放大比例或缩小比例也能够使用，因此也能够使用其他适当的单位。并且，在以下示出的各表中记载了以规定位数舍入的数值。
[表1]
实施例1
面编号 R D Nd vd
1 15.49320 2.000 1.85000 22.73
2 9.63677 3.714
*3 34.50672 2.000 1.56867 58.27
*4 9.19393 6.907
5 -13.79885 2.318 1.59522 67.73
6 -22.95501 0.825
7 40.04317 3.774 1.85001 33.64
8 -30.43609 DD[8]
9(St) ∞ 2.463
10 94.57214 2.652 1.81626 46.37
11 -32.98245 0.200
12 36.63451 0.900 1.62851 53.90
13 16.17848 0.443
14 23.34929 5.964 1.49700 81.54
15 -10.04173 1.000 1.85001 22.50
16 -16.17434 3.196
17 -16.74115 1.000 1.81158 24.42
18 209.72080 7.362
*19 34.58466 6.500 1.69098 52.95
*20 -19.76736 DD[20]
21 ∞ 1.000 1.51633 64.14
22 ∞ 6.883
[表2]
实施例1
无限远 0.1m
f 12.309 -
fnear - 12.330
Bf 12.543 -
FNo. 2.81 2.83
2ω(°) 73.8 73.8
DD[8] 9.306 7.965
DD[20] 5.000 6.341
[表3]
实施例1
面编号 3 4 19 20
KA 1.0000000E+00 1.0000000E+00 1.0000000E+00 1.0000000E+00
A3 -1.3552527E-18 0.0000000E+00 -6.2743181E-20 -2.5097273E-20
A4 3.9355827E-04 2.9542696E-04 -1.2322284E-05 6.6407840E-05
A5 6.9337766E-05 1.6913579E-04 -7.0252476E-06 -1.4190657E-05
A6 -2.8850279E-05 -4.7448467E-05 -2.4685147E-07 -1.5315236E-06
A7 1.2611101E-06 -3.3372287E-06 3.9212906E-07 1.0545097E-06
A8 4.9225199E-07 2.1864220E-06 -1.7491411E-08 -3.2226118E-08
A9 -4.5212614E-08 -5.2763019E-08 -1.2389531E-08 -3.3849190E-08
Ai0 -4.6895954E-09 -5.1942602E-08 1.1712211E-09 2.6734060E-09
A11 5.7076506E-10 3.3892228E-09 2.1626782E-10 6.0024405E-10
A12 3.0053952E-11 6.6701277E-10 -2.7580930E-11 -6.3465563E-11
A13 -3.8999669E-12 -5.8100836E-11 -2.2517787E-12 -6.3186032E-12
A14 -1.5727290E-13 -4.9719701E-12 3.5040235E-13 7.8747359E-13
A15 1.5296232E-14 4.7252810E-13 1.3943471E-14 3.9336972E-14
A16 6.7172302E-16 2.0550507E-14 -2.5542034E-15 -5.5122528E-15
A17 -3.2320973E-17 -1.8903793E-15 -4.7363586E-17 -1.3393439E-16
A18 -1.7901424E-18 -3.8925702E-17 1.0070367E-17 2.0642013E-17
A19 2.8482993E-20 2.9978334E－18 6.7898086E-20 1.9240071E-19
A20 2.0045261E-21 1.5183364E-20 -1.6659363E-20 -3.2212415E-20
图7中示出实施例1的成像镜头的各像差图。在图7中，从左依次示出球面像差、像散、畸变像差及倍率色差。图7中，在标注为“无限远”的上段示出对焦于无限远物体的状态，在标注为“0.1m”的下段示出对焦于物体距离为 0.1m(米)的物体的状态。在球面像差图中，将d线(波长587.6nm(纳米))、C线(波长656.3nm(纳米))、F线(波长486.1nm(纳米))及g 线(波长435.8nm(纳米))下的像差分别以黑实线、长虚线、短虚线及双点划线来表示。像散图中，以实线来表示弧矢方向的d线下的像差，以短虚线来表示子午方向的d线下的像差。在畸变像差图中，以实线来表示d线下的像差。在倍率色差图中，将C线、F线及g线下的像差分别以长虚线、短虚线及双点划线来表示。球面像差图的FNo.表示F值，其他像差图的ω表示半视角。
关于与上述的实施例1的成像镜头有关的各数据的符号、含义、记载方法及图示方法，若无特别说明，则对以下实施例的各数据的记号、含义、记载方法及图示方法也相同，因此以下省略重复说明。
[实施例2]
将实施例2的成像镜头的剖视图示于图3中。实施例2的成像镜头从物体侧朝向像侧依次由具有负屈光力的第1透镜组G1、孔径光圈St及具有正屈光力的第2透镜组G2构成。在从远距离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固定，孔径光圈St与第2透镜组G2向物体侧一体移动。第1透镜组G1从物体侧朝向像侧依次由透镜L11～L15这5片透镜构成，第2透镜组G2从物体侧朝向像侧依次由透镜L21～L26这6片透镜构成。将实施例2的成像镜头的基本透镜数据示于表4中，将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8中。
[表4]
实施例2
面编号 R D Nd vd
1 -920.32691 1.800 1.48749 70.24
2 14.56224 6.553
3 42.62653 3.448 1.69714 56.64
4 -35.96338 3.152
5 -28.40561 1.300 1.59973 38.03
6 22.70481 1.000
7 27.48814 4.605 1.79999 48.00
8 -14.60566 1.312 1.55829 44.07
9 65.92328 DD[9]
10(St) ∞ 2.500
11 30.65292 2.506 1.79999 27.23
12 -111.24384 2.638
13 18.16352 2.833 1.56321 43.15
14 11.37307 3.500
15 ∞ 4.636 1.49700 81.61
16 -9.49637 1.000 1.86826 21.59
17 -835.50956 5.904
18 -21.08084 3.342 1.89401 38.60
19 -15.20987 0.300
*20 64.62855 4.658 1.80348 40.45
*21 -45.02296 DD[21]
22 ∞ 1.000 1.51633 64.14
23 ∞ 14.352
[表5]
实施例2
无限远 0.1m
f 24.522 -
fnear - 24.535
Bf 20.012 -
FNo. 2.78 2.78
2ω(°) 41.4 41.4
DD[9] 8.012 2.764
DD[21] 5.000 10.248
[表6]
实施例2
面编号 20 21
KA 1.0000000E+00 1.0000000E+00
A3 3.3306691E-20 1.6653345E-20
A4 -1.3787514E-06 -8.4134939E-07
A5 -6.0741244E-06 -4.3751197E-06
A6 7.2702382E-07 2.8685558E-07
A7 7.2942088E-08 9.3256132E-08
A8 -1.9065327E-08 -1.2754837E-08
A9 7.8876550E-12 -6.9574840E-10
A10 1.9803510E-10 1.6376365E-10
A11 -6.0417744E-12 4.0355928E-13
A12 -9.5317863E-13 -9.0654578E-13
A13 4.2609183E-14 1.6951690E-14
A14 1.8325306E-15 1.9460777E-15
A15 -9.2863835E-17 -5.5618455E-17
A16 0.0000000E+00 0.0000000E+00
A17 0.0000000E+00 0.0000000E+00
A18 0.0000000E+00 0.0000000E+00
A19 0.0000000E+00 0.0000000E+00
A20 0.0000000E+00 0.0000000E+00
[实施例3]
将实施例3的成像镜头的剖视图示于图4中。实施例3的成像镜头从物体侧朝向像侧依次由具有正屈光力的第1透镜组G1、孔径光圈St及具有正屈光力的第2透镜组G2构成。在从远距离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固定，孔径光圈St与第2透镜组G2向物体侧一体移动。第1透镜组G1从物体侧朝向像侧依次由透镜L11～L17这7片透镜构成，第2透镜组G2从物体侧朝向像侧依次由透镜L21～L26这6片透镜构成。将实施例3的成像镜头的基本透镜数据示于表7中，将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9中。
[表7]
实施例3
面编号 R D Nd vd
1 37.17896 4.000 1.58481 66.95
2 12.86691 5.401
*3 69.70199 2.285 1.56867 58.27
*4 11.35606 4.548
5 -57.75121 2.307 1.49700 81.54
6 15.66322 1.403
7 36.43904 1.300 1.92000 19.99
8 7.05840 5.207 1.68714 30.92
9 -24.97000 0.800
10 -11.58645 0.950 1.61493 62.32
11 -37.87944 0.386
12 26.21322 3.500 1.72539 28.73
13 -18.30061 DD[13]
14(St) ∞ 7.671
15 25.77919 1.200 1.89309 38.69
16 10.55683 4.610 1.49700 81.54
17 -25.77649 3.704
18 28.75173 1.100 1.78273 37.08
19 13.18996 6.447 1.49700 81.54
20 -19.33384 1.000
21 -24.21110 1.000 1.81515 24.24
22 -100.10752 2.549
*23 39.55585 4.504 1.69098 52.95
*24 -60.34343 DD[24]
25 ∞ 1.000 1.51633 64.14
26 ∞ 6.856
[表8]
实施例3
无限远 0.1m
f 8.244 -
fnear - 8.232
Bf 12.515 -
FNo. 2.79 2.79
2ω(°) 101.0 101.4
DD[13] 2.520 1.923
DD[24] 5.000 5.597
[表9]
实施例3
面编号 3 4 23 24
KA 1.0000000E+00 1.0000000E+00 1.0000000E+00 1.0000000E+00
A3 0.0000000E+00 0.0000000E+00 0.0000000E+00 0.0000000E+00
A4 1.1711942E-03 1.2272858E-03 1.0542657E-06 2.5094717E-05
A5 3.2692969E-05 1.2917096E-04 -5.9240790E-06 -8.0239367E-06
A6 -7.4867099E-05 -8.9939747E-05 -2.4559309E-06 -3.1022725E-07
A7 1.0840845E-05 -1.2194867E-05 7.1864435E-07 -1.4527491E-08
A8 4.6637371E-07 8.8047176E-06 -4.5140169E-08 1.7533601E-10
A9 -2.0436275E-07 -3.3096153E-07 -2.9675997E-09 2.5486277E-10
A10 1.1771448E-09 -2.7679652E-07 9.2717041E-11 4.5714608E-11
A11 2.1169072E-09 1.7019673E-08 -2.3732570E-10 4.4578464E-12
A12 -2.6971186E-11 4.8090342E-09 7.9773223E-11 2.7115305E-13
A13 -1.2596588E-11 -2.1421560E-10 -5.0440353E-12 2.3325936E-14
A14 6.8664075E-14 -4.8488866E-11 -8.5032836E-13 -3.5555012E-16
A15 3.1717031E-14 9.9181869E-13 1.9796596E-13 -1.2068916E-15
A16 -3.0886273E-16 1.1160816E-13 -2.1031463E-14 4.6047448E-17
A17 2.4785896E-17 -2.0750252E-14 1.2678276E-15 -6.7151325E-18
A18 4.8195569E-18 4.0740169E-15 -3.2536419E-17 8.2057632E-19
A19 1.2319623E-18 4.8963979E-16 0.0000000E+00 0.0000000E+00
A20 -1.3644274E-19 -6.4663177E17 0.0000000E+00 0.0000000E+00
[实施例4]
将实施例4的成像镜头的剖视图示于图5中。实施例4的成像镜头从物体侧朝向像侧依次由具有正屈光力的第1透镜组G1、孔径光圈St及具有正屈光力的第2透镜组G2构成。在从远距离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固定，孔径光圈St与第2透镜组G2向物体侧一体移动。第1透镜组G1从物体侧朝向像侧依次由透镜L11～L13这3片透镜构成，第2透镜组G2从物体侧朝向像侧依次由透镜L21～L23这3片透镜构成。将实施例4的成像镜头的基本透镜数据示于表10中，将规格及可变面间隔示于表1 1中，将各像差图示于图10中。
[表10]
实施例4
面编号 R D Nd vd
1 12.92350 2.000 1.84999 43.00
2 5.53636 3.211
3 -229.19617 4.000 1.68117 34.06
4 9.90439 1.082
5 31.73499 8.443 1.53726 56.41
6 -8.49124 DD[6]
7(St) ∞ 10.084
8 376.68267 6.291 1.59522 67.73
9 -21.94510 8.480
10 23.81866 4.878 1.62358 60.25
11 -13.45204 0.200
12 -12.93746 1.253 1.95906 17.47
13 -30.44913 DD[13]
14 ∞ 1.000 1.51633 64.14
15 ∞ 5.345
[表11]
实施例4
无限远 0.1m
f 8.384 -
fnear - 8.380
Bf 11.005 -
FNo. 2.78 2.77
2ω(°) 75.2 75.4
DD[6] 3.101 2.450
DD[13] 5.000 5.651
[实施例5]
将实施例5的成像镜头的剖视图示于图6中。实施例5的成像镜头从物体侧朝向像侧依次由具有正屈光力的第1透镜组G1、孔径光圈St及具有正屈光力的第2透镜组G2构成。在从远距离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固定，孔径光圈St与第2透镜组G2向物体侧一体移动。第1透镜组G1从物体侧朝向像侧依次由透镜L11～L13这3片透镜构成，第2透镜组G2从物体侧朝向像侧依次由透镜L21～L23这3片透镜构成。将实施例5的成像镜头的基本透镜数据示于表12中，将规格及可变面间隔示于表1 3中，将各像差图示于图11中。
[表12]
实施例5
面编号 R D Nd vd
1 14.89012 3.963 1.74973 53.03
2 5.98656 7.215
3 -15.44849 2.754 1.85000 22.50
4 14.52154 3.464 1.85000 30.08
5 -11.20047 DD[5]
6(St) ∞ 8.066
7 254.13045 6.176 1.59522 67.73
8 -26.22255 11.914
9 31.53699 4.200 1.76740 51.26
10 -15.72009 0.540
11 -14.06175 1.000 1.95906 17.47
12 -34.20829 DD[12]
13 ∞ 1.000 1.51633 64.14
14 ∞ 5.360
[表13]
实施例5
无限远 0.1m
f 11.792 -
fnear - 11.783
Bf 11.020 -
FNo. 2.93 2.91
2ω(°) 54.8 55.0
DD[5] 3.727 2.474
DD[12] 5.000 6.253
表14中示出实施例1～5的成像镜头的条件式(1)～(12)的对应值。实施例1～5以d线为基准波长。在表14中示出d线基准下的值。
接着，对本实用新型的实施方式所涉及的摄像装置进行说明。图12中，作为本实用新型的实施方式的摄像装置的一例，示出使用了本实用新型的实施方式所涉及的成像镜头1的摄像装置10的概略结构图。作为摄像装置10，例如能够举出FA用摄像机、MV用摄像机或监控摄像机。
摄像装置10具备成像镜头1、配置在成像镜头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、及用于进行成像镜头1的对焦的聚焦控制部7。在图12中概念性地图示了成像镜头1 所具有的第1透镜组G1、孔径光圈St及第2透镜组G2。成像元件5为拍摄通过成像镜头1而形成的被摄体的像并将其转换为电信号的构件，例如能够使用 CCD或CMOS等。成像元件5以其成像面与成像镜头1的像面一致的方式配置。摄像装置10具备本实用新型的实施方式所涉及的成像镜头1，因此由对焦引起的视角变动小，能够缩小产品外径，能够与摄影距离无关地获取良好的图像。
以上，举出实施方式及实施例对本实用新型进行了说明，但本实用新型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示出的值，也可以采用其他值。
例如，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镜头系统，但本实用新型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镜头是显而易见的。
并且，关于本实用新型的实施方式所涉及的摄像装置，也不限定于上述例，能够设为数码相机及车载用摄像机等各种方式。

Claims (19)

1.一种成像镜头，其特征在于，
从物体侧朝向像侧依次由第1透镜组、孔径光圈及具有正屈光力的第2透镜组构成，
在从远距离物体向近距离物体进行对焦时，所述第1透镜组相对于像面固定，所述孔径光圈与所述第2透镜组向物体侧一体地移动，
在对焦于无限远物体的状态下，
将整个系统的焦距设为f，
将所述第1透镜组的焦距设为f1，
将从所述孔径光圈至所述第2透镜组的物体侧主点为止的光轴方向的距离设为sH，
将所述第2透镜组的焦距设为f2，
将所述第1透镜组的最靠物体侧的透镜面上的近轴轴上光线的高度设为h1，
将所述第1透镜组的最靠像侧的透镜面上的近轴轴上光线的高度设为h2，
将以空气换算距离计的整个系统的后焦距设为Bf时，所述成像镜头满足以下表示的所有条件式(1)、(2)、(3)、(4)：
-0.1＜f/f1＜0.1(1)；
0.8＜sH/f2＜1.2(2)；
0.3＜h1/h2＜1(3)；
1.4＜f/(Bf×(h1/h2))＜2.5 (4)。
2.根据权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，
在对焦于无限远物体的状态下，
将所述第1透镜组与所述第2透镜组在光轴上的间隔设为d，
将比所述第2透镜组的最靠物体侧的透镜面更靠物体侧设为负方向，将从所述第2透镜组的最靠物体侧的透镜面至所述第2透镜组的物体侧焦点为止在光轴上的空气换算距离设为Ff2时，所述成像镜头满足以下表示的条件式(5)：
-1.2＜Ff2/d＜0(5)。
3.根据权利要求1或2所述的成像镜头，其特征在于，
在对焦于无限远物体的状态下，
将从最靠物体侧的透镜面至所述第1透镜组的最靠像侧的透镜面为止在光轴上的距离设为dG1，
将从最靠物体侧的透镜面至最靠像侧的透镜面为止在光轴上的距离与所述Bf之和设为TTL时，所述成像镜头满足以下表示的条件式(6)：
0.2＜dG1/TTL＜0.5 (6)。
4.根据权利要求1或2所述的成像镜头，其特征在于，
最靠物体侧的透镜及从物体侧起第2个透镜中的至少一个透镜的d线基准的色散系数大于40。
5.根据权利要求1或2所述的成像镜头，其特征在于，
在对焦于无限远物体的状态下，
将从最靠物体侧的透镜面至最靠像侧的透镜面为止在光轴上的距离与所述Bf之和设为TTL，
将所述第1透镜组与所述第2透镜组在光轴上的间隔设为d时，满足以下表示的条件式(7)：
4＜TTL/d＜9 (7)。
6.根据权利要求1或2所述的成像镜头，其特征在于，
在对焦于无限远物体的状态下，
将从最靠物体侧的透镜面至所述第1透镜组的最靠像侧的透镜面为止在光轴上的距离设为dG1，
将所述第1透镜组与所述第2透镜组在光轴上的间隔设为d时，所述成像镜头满足以下表示的条件式(8)：
1＜dG1/d＜4 (8)。
7.根据权利要求1或2所述的成像镜头，其特征在于，
在对焦于无限远物体的状态下，
将所述第1透镜组与所述第2透镜组在光轴上的间隔设为d时，所述成像镜头满足以下表示的条件式(9)：
0.5＜Bf/d＜3 (9)。
8.根据权利要求1或2所述的成像镜头，其特征在于，
所述第1透镜组包括至少2片负透镜。
9.根据权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，
所述成像镜头满足以下表示的条件式(1-1)：
-0.06＜f/f1＜0.06 (1-1)。
10.根据权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，
所述成像镜头满足以下表示的条件式(2-1)：
0.85＜sH/f2＜1.1 (2-1)。
11.根据权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，
所述成像镜头满足以下表示的条件式(3-1)：
0.35＜h1/h2＜0.8 (3-1)。
12.根据权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，
所述成像镜头满足以下表示的条件式(4-1)：
1.55＜f/(Bf×(h1/h2))＜2 (4-1)。
13.根据权利要求2所述的成像镜头，其特征在于，
所述成像镜头满足以下表示的条件式(5-1)：
-1.1＜Ff2/d＜0 (5-1)。
14.根据权利要求3所述的成像镜头，其特征在于，
所述成像镜头满足以下表示的条件式(6-1)：
0.25＜dG1/TTL＜0.4 (6-1)。
15.根据权利要求4所述的成像镜头，其特征在于，
最靠物体侧的透镜及从物体侧起第2个透镜中的至少一个透镜的d线基准的色散系数大于40且小于85。
16.根据权利要求5所述的成像镜头，其特征在于，
所述成像镜头满足以下表示的条件式(7-1)：
4.5＜TTL/d＜8.5 (7-1)。
17.根据权利要求6所述的成像镜头，其特征在于，
所述成像镜头满足以下表示的条件式(8-1)：
1.4＜dG1/d＜3.5 (8-1)。
18.根据权利要求7所述的成像镜头，其特征在于，
所述成像镜头满足以下表示的条件式(9-1)：
0.7＜Bf/d＜2 (9-1)。
19.一种摄像装置，其特征在于，
具备权利要求1至18中任一项所述的成像镜头。
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