專(zhuān)利名稱(chēng)：光學(xué)成像系統(tǒng)、可換鏡頭裝置及相機(jī)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適合于所謂鏡頭交換式數(shù)碼相機(jī)系統(tǒng)的光學(xué)成像系統(tǒng)。此外，本發(fā)明涉及一種使用了該光學(xué)成像系統(tǒng)的可換鏡頭裝置及相機(jī)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，能夠?qū)⑴臄z鏡頭從相機(jī)主體拆卸的鏡頭交換式相機(jī)系統(tǒng)的市場(chǎng)急速擴(kuò)大，該鏡頭交換式相機(jī)系統(tǒng)(以下，也簡(jiǎn)稱(chēng)為“相機(jī)系統(tǒng)”)具備具有電荷耦合器件 (Charge Coupled Device, CCD)、互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(Complementary Metal-Oxide Semiconductor, CMOS)等攝像元件的相機(jī)主體；以及具有用于在攝像元件的受光面形成光學(xué)像的光學(xué)成像系統(tǒng)的可換鏡頭裝置。這樣的相機(jī)系統(tǒng)不僅用于拍攝靜態(tài)圖像，而且用于拍攝動(dòng)態(tài)圖像，因此，既適合于靜態(tài)圖像的拍攝，又適合于動(dòng)態(tài)圖像的拍攝的可換鏡頭裝置尤其受人歡迎。光學(xué)成像系統(tǒng)的聚焦方法已知有，使整個(gè)透鏡結(jié)構(gòu)伸出的方法、以及使前組和后組獨(dú)立移動(dòng)的所謂浮動(dòng)方法(floating method)。專(zhuān)利文獻(xiàn)1及2中公開(kāi)了一種在進(jìn)行聚焦時(shí)，使前組和后組向物方移動(dòng)的結(jié)構(gòu)。專(zhuān)利文獻(xiàn)3中公開(kāi)了一種在進(jìn)行聚焦時(shí)，使第1透鏡元件固定，并使第2透鏡元件之后的透鏡元件移動(dòng)的結(jié)構(gòu)。專(zhuān)利文獻(xiàn)4中公開(kāi)了在進(jìn)行聚焦時(shí)，使整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)向物方伸出的結(jié)構(gòu)。在使用適合于可換鏡頭裝置的光學(xué)成像系統(tǒng)來(lái)拍攝動(dòng)態(tài)圖像時(shí)，需要連續(xù)進(jìn)行高速自動(dòng)聚焦。為了連續(xù)進(jìn)行高速自動(dòng)聚焦，已知的一種方法是重復(fù)執(zhí)行以下一系列動(dòng)作， 艮口，使聚焦透鏡組在光軸方向上高速振動(dòng)(以下，稱(chēng)為“擺動(dòng)(wobbling)”)，從攝像元件的輸出信號(hào)中檢測(cè)出部分圖像區(qū)域內(nèi)的某個(gè)頻帶的信號(hào)成分，求出聚焦透鏡組處于聚焦?fàn)顟B(tài)的最佳位置，使聚焦透鏡組移動(dòng)至該最佳位置。在采用該自動(dòng)聚焦方法的情況下，從便攜性、耗電的觀點(diǎn)來(lái)看，需要盡量縮小構(gòu)成聚焦透鏡組的透鏡的外徑，并需要盡量減輕透鏡的重量。然而，專(zhuān)利文獻(xiàn)1 4所公開(kāi)的光學(xué)系統(tǒng)的聚焦透鏡組都采用許多透鏡，因此難以使透鏡高速地連續(xù)移動(dòng)。專(zhuān)利文獻(xiàn)1日本特開(kāi)2004-U6522號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2日本特開(kāi)平5-27；3459號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)3日本特開(kāi)2007-94371號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)4日本特開(kāi)2008-3108號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
于是，本發(fā)明的目的在于提供一種既能夠?qū)崿F(xiàn)高速自動(dòng)聚焦，又具有良好的成像性能的小型光學(xué)成像系統(tǒng)、包括該光學(xué)成像系統(tǒng)的可換鏡頭裝置以及具備該拍攝裝置的相機(jī)系統(tǒng)。本發(fā)明所涉及的光學(xué)成像系統(tǒng)從物方到像方依次包括在最靠近物方的位置配
4置有負(fù)透鏡的前組、孔徑光闌(aperture stop)以及具有正光焦度(positive optical power)的后組。在從無(wú)窮遠(yuǎn)物體到近距離的物體進(jìn)行聚焦時(shí)，最靠近物方的負(fù)透鏡和孔徑光闌相對(duì)于成像面固定，前組或后組中的部分透鏡沿光軸移動(dòng)，本發(fā)明所涉及的光學(xué)成像系統(tǒng)滿足以下的條件(1)0. 9 < R/f < 2. 0 · · · (1)其中，R 最靠近物方而配置的負(fù)透鏡元件的像方曲率半徑、與所有負(fù)透鏡元件中從物方起的第二個(gè)負(fù)透鏡元件的像方曲率半徑之間的平均值；f:整個(gè)系統(tǒng)的焦距。本發(fā)明所涉及的可換鏡頭裝置具備上述光學(xué)成像系統(tǒng)以及鏡頭架部，該鏡頭架部與相機(jī)主體連接，該相機(jī)主體包括，接收上述光學(xué)成像系統(tǒng)所形成的光學(xué)像，并將該光學(xué)像轉(zhuǎn)換成電圖像信號(hào)的圖像傳感器。本發(fā)明所涉及的相機(jī)系統(tǒng)包括具備上述光學(xué)成像系統(tǒng)的可換鏡頭裝置；以及相機(jī)主體，該相機(jī)主體通過(guò)相機(jī)支架部與可換鏡頭裝置可拆卸地連接，并包括，接收光學(xué)成像系統(tǒng)所形成的光學(xué)像，并將該光學(xué)像轉(zhuǎn)換成電圖像信號(hào)的圖像傳感器。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)小型光學(xué)成像系統(tǒng)、具備該光學(xué)成像系統(tǒng)的可換鏡頭裝置及相機(jī)系統(tǒng)，能夠進(jìn)行對(duì)應(yīng)于動(dòng)態(tài)圖像的拍攝的高速自動(dòng)聚焦，并且成像特性良好。


圖1是第一實(shí)施方式所涉及的光學(xué)成像系統(tǒng)的透鏡配置圖。圖2是第一實(shí)施方式所涉及的光學(xué)成像系統(tǒng)在無(wú)窮遠(yuǎn)聚焦?fàn)顟B(tài)下的縱向像差圖。圖3是第一實(shí)施方式所涉及的光學(xué)成像系統(tǒng)在物距為Im的情況下的縱向像差圖。圖4是第二實(shí)施方式所涉及的光學(xué)成像系統(tǒng)的透鏡配置圖。圖5是第二實(shí)施方式所涉及的光學(xué)成像系統(tǒng)在無(wú)窮遠(yuǎn)聚焦?fàn)顟B(tài)下的縱向像差圖。圖6是第二實(shí)施方式所涉及的光學(xué)成像系統(tǒng)在物距為Im的情況下的縱向像差圖。圖7是第三實(shí)施方式所涉及的光學(xué)成像系統(tǒng)的透鏡配置圖。圖8是第三實(shí)施方式所涉及的光學(xué)成像系統(tǒng)在無(wú)窮遠(yuǎn)聚焦?fàn)顟B(tài)下的縱向像差圖。圖9是第三實(shí)施方式所涉及的光學(xué)成像系統(tǒng)在物距為Im的情況下的縱向像差圖。圖10是第四實(shí)施方式所涉及的光學(xué)成像系統(tǒng)的透鏡配置圖。圖11是第四實(shí)施方式所涉及的光學(xué)成像系統(tǒng)在無(wú)窮遠(yuǎn)聚焦?fàn)顟B(tài)下的縱向像差圖。圖12是第四實(shí)施方式所涉及的光學(xué)成像系統(tǒng)在物距為Im的情況下的縱向像差圖。圖13是第五實(shí)施方式所涉及的光學(xué)成像系統(tǒng)的透鏡配置圖。圖14是第五實(shí)施方式所涉及的光學(xué)成像系統(tǒng)在無(wú)窮遠(yuǎn)聚焦?fàn)顟B(tài)下的縱向像差圖。圖15是第五實(shí)施方式所涉及的光學(xué)成像系統(tǒng)在物距為Im的情況下的縱向像差圖。
圖16是第六實(shí)施方式所涉及的相機(jī)系統(tǒng)的大致結(jié)構(gòu)圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明Gl 前組G2 后組Ll第1透鏡元件L2第2透鏡元件L3第3透鏡元件L4第4透鏡元件L5第5透鏡元件L6第6透鏡元件L7第7透鏡元件L8第8透鏡元件L9第9透鏡元件LlO第10透鏡元件A 孔徑光闌(aperture stop)S 像面
具體實(shí)施例方式(第一 第五實(shí)施方式)圖1、4、7、10及13是第一 第五實(shí)施方式所涉及的光學(xué)成像系統(tǒng)的透鏡配置圖。 各個(gè)附圖示出無(wú)窮遠(yuǎn)聚焦?fàn)顟B(tài)下的光學(xué)成像系統(tǒng)。此外，對(duì)透鏡所標(biāo)的箭頭示出從無(wú)窮遠(yuǎn)聚焦?fàn)顟B(tài)到近物聚焦?fàn)顟B(tài)的聚焦時(shí)的移動(dòng)方向。各個(gè)附圖中，對(duì)各透鏡組所標(biāo)的記號(hào)(+) 及記號(hào)(_)示出各透鏡組的光焦度(optical power)。此外，各個(gè)附圖中位于最右邊的直線示出像面S的位置。各實(shí)施方式所涉及的光學(xué)成像系統(tǒng)從物方到像方依次包括具有負(fù)光焦度 (negative optical power)的前組G1、光圈 Α、具有正光焦度(positiveoptical power)的后組G2。以下，對(duì)各實(shí)施方式所涉及的光學(xué)成像系統(tǒng)的詳細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。(第一實(shí)施方式)如圖1所示，第一實(shí)施方式所涉及的光學(xué)成像系統(tǒng)中，前組Gl從物方到像方依次包括凸面朝向物方的負(fù)彎月形狀的第1透鏡元件Li、凸面朝向物方的負(fù)彎月形狀的第2 透鏡元件L2、凸面朝向像方的正彎月形狀的第3透鏡元件L3、凸面朝向像方的負(fù)彎月形狀的第4透鏡元件L4以及凸面朝向物方的正彎月形狀的第5透鏡元件L5。后組G2從物方到像方依次包括凸面朝向像方的正彎月形狀的第6透鏡元件L6、凸面朝向像方的正彎月形狀的第7透鏡元件L7、凸面朝向像方的負(fù)彎月形狀的第8透鏡元件L8、凸面朝向像方的正彎月形狀的第9透鏡元件L9以及雙凸形狀的第10透鏡元件L10。第7透鏡元件L7與第8 透鏡元件L8接合。光圈A配置于前組Gl與后組G2之間。當(dāng)從無(wú)窮遠(yuǎn)聚焦?fàn)顟B(tài)到近物聚焦?fàn)顟B(tài)的聚焦時(shí)，后組G2中的第9透鏡L9沿光軸向物方移動(dòng)。第一實(shí)施方式所涉及的前組Gl中，發(fā)散作用強(qiáng)的第1透鏡元件Ll及第2透鏡元件L2發(fā)揮，使具有與光軸大致成90度的入射角度的光束，在平行于光軸的方向上大幅度曲折的作用。因該兩個(gè)負(fù)透鏡元件而產(chǎn)生的場(chǎng)曲及倍率色差，是通過(guò)正的第3透鏡元件L3、與第3透鏡元件L3之間空出一點(diǎn)空氣間隔而配置的負(fù)的第4透鏡元件L4、以及正的第5透鏡元件L5來(lái)補(bǔ)正。具有正光焦度的后組G2發(fā)揮使來(lái)自前組Gl的光束成像的作用，主要對(duì)球面像差，彗差(coma aberration)進(jìn)行補(bǔ)正。正的第6透鏡元件L6、第7透鏡元件L7、負(fù)的第8透鏡元件L8中，由于在各像高(imageheight)成像的光束徑擴(kuò)大，所以尤其是因面形誤差(surface form errors)而造成的球面像差靈敏度、彗差靈敏度變高。本實(shí)施方式中，在比光圈A靠后面的位置，正光焦度被分割到第6透鏡元件L6和第7透鏡元件L7。這是為了使面形誤差所造成的球面像差、彗差靈敏度分散。本實(shí)施方式中，在最靠近像方的位置上，配置有聚焦時(shí)固定的第10透鏡元件L10。 這是考慮到將本發(fā)明用作鏡頭交換式相機(jī)系統(tǒng)用的光學(xué)成像系統(tǒng)的情況的緣故。通過(guò)固定最靠近像方的透鏡元件，能夠防止在從相機(jī)主體拆卸可換鏡頭裝置時(shí)，聚焦機(jī)構(gòu)受到手指等外力的影響。(第二實(shí)施方式)如圖4所示，第二實(shí)施方式所涉及的光學(xué)成像系統(tǒng)中，前組Gl從物方到像方依次包括凸面朝向物方的負(fù)彎月形狀的第1透鏡元件Li、凸面朝向物方的負(fù)彎月形狀的第2 透鏡元件L2以及雙凸形狀的第3透鏡元件L3。后組G2從物方到像方依次包括凸面朝向像方的正彎月形狀的第4透鏡元件L4、雙凸形狀的第5透鏡元件L5、凸面朝向像方的負(fù)彎月形狀的第6透鏡元件L6、凸面朝向像方的負(fù)彎月形狀的第7透鏡元件L7以及雙凸形狀的第8透鏡元件L8。第5透鏡元件L5與第6透鏡元件L6接合。光圈A配置于前組Gl與后組G2之間。當(dāng)從無(wú)窮遠(yuǎn)聚焦?fàn)顟B(tài)到近物聚焦?fàn)顟B(tài)的聚焦時(shí)，后組G2中的第7透鏡元件L7 沿光軸向像方移動(dòng)。 第二實(shí)施方式所涉及的前組Gl中，發(fā)散作用強(qiáng)的第1透鏡元件Ll及第2透鏡元件 L2發(fā)揮，使具有與光軸大致成90度的入射角度的光束，在平行于光軸的方向上大幅度曲折的作用。因該兩個(gè)負(fù)透鏡元件而產(chǎn)生的場(chǎng)曲及倍率色差，是通過(guò)在第2透鏡元件L2的像方空出空氣間隔而配置正的透鏡L3來(lái)補(bǔ)正的。具有正屈光力(positive refractive power) 的后組G2發(fā)揮使來(lái)自前組Gl的光束成像的作用，主要對(duì)球面像差、彗差進(jìn)行補(bǔ)正。正的第 4透鏡元件L4、第5透鏡元件L5、負(fù)的第6透鏡元件L6中，由于在各像高成像的光束徑擴(kuò)大，所以尤其是因面形誤差而造成的球面像差靈敏度、彗差靈敏度變高。本實(shí)施方式中，在比光圈A靠后面的位置，正光焦度被分割到正透鏡L4和正透鏡L5。這是為了使面形誤差所造成的球面像差、彗差靈敏度分散。本實(shí)施方式中，在最靠近像方的位置上配置聚焦時(shí)固定的第8透鏡元件L8。這是考慮到將本發(fā)明用作鏡頭交換式相機(jī)系統(tǒng)用的光學(xué)成像系統(tǒng)的情況的緣故。通過(guò)固定最靠近像方的透鏡元件，能夠防止在從相機(jī)主體拆卸可換鏡頭裝置時(shí)聚焦機(jī)構(gòu)受到手指等外力的影響。(第三實(shí)施方式)如圖7所示，第三實(shí)施方式所涉及的光學(xué)成像系統(tǒng)中，前組Gl從物方到像方依次包括凸面朝向物方的負(fù)透鏡Li、凹面朝向像方的平凹形狀的第2透鏡元件L2、雙凹形狀的第3透鏡元件L3、雙凸形狀的第4透鏡元件L4、雙凸形狀的第5透鏡元件L5、雙凸形狀的第6透鏡元件L6以及雙凹形狀的第7透鏡元件L7。第3透鏡元件L3與第4透鏡元件L4接合。此外，第6透鏡元件L6與第7透鏡元件L7接合。后組G2從物方到像方依次包括 雙凹形狀的第8透鏡元件L8、雙凸形狀的第9透鏡元件L9以及雙凸形狀的第10透鏡元件 LlO0光圈A配置于前組Gl與后組G2之間。當(dāng)從無(wú)窮遠(yuǎn)聚焦?fàn)顟B(tài)到近物聚焦?fàn)顟B(tài)的聚焦時(shí)，前組Gl中的第2透鏡元件L2沿光軸向物方移動(dòng)。第三實(shí)施方式所涉及的前組Gl中，發(fā)散作用強(qiáng)的第1透鏡元件Ll及第2透鏡元件 L2發(fā)揮，使具有與光軸大致成90度的入射角度的光束，在平行于光軸的方向上大幅度曲折的作用。因該兩個(gè)負(fù)透鏡元件而產(chǎn)生的場(chǎng)曲及倍率色差，是通過(guò)在第2透鏡元件L2的像方空出空氣間隔，并配置第3透鏡元件L3與第4透鏡元件L4的雙合透鏡、第5透鏡元件L5、 以及第6透鏡元件L6與第7透鏡元件L7的雙合透鏡來(lái)補(bǔ)正的。具有正屈光力的后組G2發(fā)揮使來(lái)自前組Gl的光束成像的作用，同時(shí)對(duì)軸外光束的像差進(jìn)行良好地補(bǔ)正，尤其對(duì)彗差進(jìn)行補(bǔ)正。第9透鏡元件L9與第10透鏡元件LlO之間的空氣間隔用于確保軸外光線的焦闌特性，該空氣間隔最好滿足以下的條件3. 0 < FL/D3 < 9. 0其中，F(xiàn)L 正的第10透鏡元件LlO的焦距，D3 正的第9透鏡元件L9與正的第10透鏡元件LlO之間的空氣間隔。當(dāng)?shù)?0透鏡元件LlO的焦距變長(zhǎng)且超過(guò)上限時(shí)，從確保焦闌特性的觀點(diǎn)來(lái)看是理想的，但場(chǎng)曲卻變得過(guò)于彎曲(excessive toward the over side)，因此不太理想。另一方面，當(dāng)?shù)?0透鏡元件LlO的焦距變短且未滿下限時(shí)，場(chǎng)曲則卻過(guò)于彎曲(excessive toward the under side)，因此不太理想。(第四實(shí)施方式)如圖10所示，第四實(shí)施方式所涉及的光學(xué)成像系統(tǒng)中，前組Gl從物方到像方依次包括凸面朝向物方的負(fù)彎月形狀的第1透鏡元件Li、凸面朝向物方的負(fù)彎月形狀的第 2透鏡元件L2、凸面朝向像方的正彎月形狀的第3透鏡元件L3、雙凹形狀的第4透鏡元件 L4、以及凸面向物方的正彎月形狀的第5透鏡元件L5。后組G2從物方到像方依次包括凸面朝向像方的正彎月形狀的第6透鏡元件L6、凸面朝向像方的正彎月形狀的第7透鏡元件 L7、凸面朝向像方的負(fù)彎月形狀的第8透鏡元件L8、雙凸形狀的第9透鏡元件L9以及雙凸形狀的第10透鏡元件L10。第7透鏡元件L7與第8透鏡元件L8接合。光圈A配置于前組 Gl與后組G2之間。當(dāng)從無(wú)窮遠(yuǎn)聚焦?fàn)顟B(tài)到近物聚焦?fàn)顟B(tài)的聚焦時(shí)，后組G2中的第9透鏡 L9沿光軸向物方移動(dòng)。第四實(shí)施方式所涉及的前組Gl中，發(fā)散作用強(qiáng)的第1透鏡元件Ll及第2透鏡元件L2發(fā)揮，使具有與光軸大致成90度的入射角度的光束，在平行于光軸的方向上大幅度曲折的作用。因該兩個(gè)負(fù)透鏡元件而產(chǎn)生的場(chǎng)曲及倍率色差，是通過(guò)在正的第3透鏡元件L3 的像方，與其之間只空出一點(diǎn)空氣間隔來(lái)配置負(fù)的第4透鏡元件L4，并在第4透鏡元件L4 的像方空出空氣間隔來(lái)配置正的第5透鏡元件L5，而進(jìn)行補(bǔ)正的。具有正屈光力的后組G2發(fā)揮使來(lái)自前組Gl的光束成像的作用，主要對(duì)球面像差、彗差(coma aberration)進(jìn)行補(bǔ)正。正的第6透鏡元件L6、第7透鏡元件L7、負(fù)的第8 透鏡元件L8中，由于在各像高(image height)成像的光束徑擴(kuò)大，所以，尤其是面形誤差 (surface form errors)所造成的球面像差靈敏度、彗差靈敏度變高。本實(shí)施方式中，在光圈A的像方包括正的第6透鏡元件L6、以及正的第7透鏡元件L7與負(fù)的第8透鏡元件L8 的雙合透鏡，是使面形誤差造成的像差靈敏度分散的結(jié)構(gòu)。本實(shí)施方式中，在最靠近像方的位置上，配置聚焦時(shí)固定的第10透鏡元件L10。這是考慮到將本發(fā)明用作鏡頭交換式相機(jī)系統(tǒng)用的光學(xué)成像系統(tǒng)的情況的緣故。通過(guò)固定最靠近像方的透鏡元件，能夠防止在從相機(jī)主體拆卸可換鏡頭裝置時(shí)，聚焦機(jī)構(gòu)受到手指等外力的影響。(第五實(shí)施方式)圖13所示，第五實(shí)施方式所涉及的光學(xué)成像系統(tǒng)中，前組Gl從物方到像方依次包括凸面朝向物方的負(fù)彎月形狀的第1透鏡元件Li、凸面朝向物方的負(fù)彎月形狀的第2透鏡元件L2、雙凸形狀的第3透鏡元件L3、雙凹形狀的第4透鏡元件L4、凸面朝向物方的正彎月形狀的第5透鏡元件L5。后組G2從物方到像方依次包括凸面朝向像方的平凸形狀的第6透鏡元件L6、凸面朝向像方的平凸形狀的第7透鏡元件L7、凸面朝向像方的負(fù)彎月形狀的第8透鏡元件L8以及凸面朝向像方的平凸形狀的第9透鏡元件L9。第7透鏡元件 L7與第8透鏡元件L8接合。光圈A配置于前組Gl與后組G2之間。當(dāng)從無(wú)窮遠(yuǎn)聚焦?fàn)顟B(tài)到近物聚焦?fàn)顟B(tài)的聚焦時(shí)，后組G2中的第9透鏡元件L9沿光軸向物方移動(dòng)。第五實(shí)施方式所涉及的前組Gl中，發(fā)散作用強(qiáng)的第1透鏡元件Ll及第2透鏡元件L2發(fā)揮，使具有與光軸大致成90度的入射角度的光束，在平行于光軸的方向上大幅度曲折的作用。因該兩個(gè)負(fù)透鏡而產(chǎn)生的場(chǎng)曲及倍率色差，是通過(guò)配置正的第3透鏡元件L3、負(fù)的第4透鏡元件L4，以及在第4透鏡元件L4的像方空出空氣間隔而配置的正的第5透鏡元件L5來(lái)補(bǔ)正的。具有正屈光力(positive refractive power)的后組G2發(fā)揮使來(lái)自前組Gl的光束成像的作用，主要對(duì)球面像差、彗差進(jìn)行補(bǔ)正。正的第6透鏡元件L6、第7透鏡元件L7 以及負(fù)的第8透鏡元件L8中，由于在各像高成像的光束徑擴(kuò)大，所以尤其是面形誤差所造成的球面像差靈敏度、彗差靈敏度變高。本實(shí)施方式中，通過(guò)在光圈A的像方配置正的第6 透鏡元件L6、以及正的第7透鏡元件L7和負(fù)的第8透鏡元件L8的雙合透鏡，來(lái)使面形誤差所造成的像差靈敏度分散。此外，第五實(shí)施方式中，在最靠近像方的位置沒(méi)有配置固定透鏡。這樣，即使在最靠近像方的位置沒(méi)有配置固定透鏡的情況下，也能夠?qū)崿F(xiàn)適合于高速自動(dòng)聚焦的光學(xué)成像系統(tǒng)。以下對(duì)第一 第五實(shí)施方式所涉及的光學(xué)成像系統(tǒng)滿足的優(yōu)選條件進(jìn)行說(shuō)明。這里，規(guī)定了多個(gè)滿足的優(yōu)選條件，能夠滿足這些所有的多個(gè)條件的光學(xué)成像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是最理想的。但是，也可以通過(guò)滿足個(gè)別的條件來(lái)實(shí)現(xiàn)具有與之相應(yīng)的效果的光學(xué)成像系統(tǒng)。第一實(shí)施方式 第五實(shí)施方式所示的光學(xué)成像系統(tǒng)從物方到像方依次包括最靠近物方的位置配置有負(fù)透鏡元件的前組、孔徑光闌(aperturediaphragm)、以及具有正光焦度的后組，當(dāng)從無(wú)窮遠(yuǎn)的物體到近距離的物體進(jìn)行聚焦時(shí)，最靠近物方的負(fù)透鏡和孔徑光闌相對(duì)于成像面固定，并且，前組或后組中的部分透鏡沿光軸移動(dòng)，該光學(xué)成像系統(tǒng)滿足以下的條件(1)0. 9 < R/f < 2. 0 · · · (1)其中，R 最靠近物方而配置的負(fù)透鏡元件的像方曲率半徑、與所有負(fù)透鏡元件中從物方起的第二個(gè)負(fù)透鏡元件的像方曲率半徑的平均值；f:整個(gè)系統(tǒng)的焦距。條件(1)是為了抑制鏡筒尺寸的擴(kuò)大，確保光學(xué)成像系統(tǒng)中配置在物方的負(fù)透鏡元件的加工性，并且實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)暮蠼裹c(diǎn)的條件。若低于條件(1)的下限，則負(fù)透鏡的像面?zhèn)鹊那拾霃阶冃?，所以在進(jìn)行研磨加工時(shí)，難以確保透鏡的邊緣部分的面精度。其結(jié)果，不僅大幅度增加加工工時(shí)，提高了成本，而且后焦點(diǎn)變長(zhǎng)，不能實(shí)現(xiàn)小型化，因此不太理想。相反地，若超過(guò)條件(1)的上限，由于負(fù)透鏡元件的像面?zhèn)鹊那拾霃阶兇?，所以配置在物方的?fù)透鏡元件的負(fù)光焦度變?nèi)酢Ｆ浣Y(jié)果，導(dǎo)致前組的透鏡直徑增大，周?chē)饬拷档?，因此不此外，?yōu)選的是，聚焦時(shí)沿光軸移動(dòng)的透鏡是如第一 第五實(shí)施方式所示那樣的單透鏡元件。優(yōu)選的是，聚焦透鏡采用一個(gè)透鏡元件、一組接合透鏡、樹(shù)脂透鏡元件、在玻璃透鏡的表面設(shè)置非球面形狀的樹(shù)脂層的復(fù)合非球面透鏡元件等，能夠?qū)崿F(xiàn)輕量化的透鏡元件。優(yōu)選的是，第一實(shí)施方式 第五實(shí)施方式所涉及的光學(xué)成像系統(tǒng)滿足以下的條件 O)。2. 0 <Σ d/f < 12. 0— (2)其中，Σ d 從整個(gè)系統(tǒng)的最靠近物方的面到最靠近像方的面的光軸上的距離；f:整個(gè)系統(tǒng)的焦距。條件( 是為了得到后焦點(diǎn)和鏡筒外徑的最佳尺寸的條件式。若低于條件O) 的下限，則總長(zhǎng)變得太短，在用于可換鏡頭裝置中的情況下，會(huì)導(dǎo)致拍到拍攝者身體的一部分、相機(jī)主體或握柄部分等突出部分的弊端，因此不太理想。相反地，若超過(guò)條件O)的上限，則不僅總長(zhǎng)變長(zhǎng)，而且會(huì)導(dǎo)致前透鏡直徑的擴(kuò)大，所以不能夠?qū)崿F(xiàn)小型的光學(xué)成像系統(tǒng)。更優(yōu)選的是，在滿足上述條件O)的情況下，第一 第五實(shí)施方式所涉及的光學(xué)成像系統(tǒng)進(jìn)一步滿足以下的條件( ，及( ”中的至少一個(gè)。在滿足條件( ，及( ”中的至少一個(gè)的情況下，能夠進(jìn)一步提高滿足條件O)時(shí)所獲得的效果。7. 0 < Σ d/f · · · (2)，Σ d/f < 11. 0 · · .(2) ”優(yōu)選的是，第一實(shí)施方式 第五實(shí)施方式所涉及的光學(xué)成像系統(tǒng)滿足以下的條件 (3)20 < Vn-Vp < 50 · · · (3)其中，Vn 包含在前組中的負(fù)透鏡元件的相對(duì)于d線的平均阿貝數(shù)(Abbenumber)；Vp 包含在前組中的正透鏡元件的相對(duì)于d線的平均阿貝數(shù)。條件C3)是為了通過(guò)前組Gl中后續(xù)的透鏡元件，來(lái)對(duì)在最靠近物方而配置的負(fù)透鏡元件的物方面所產(chǎn)生的倍率色差，進(jìn)行補(bǔ)正的條件式。若低于條件C3)的下限，則不能夠通過(guò)后續(xù)的透鏡元件來(lái)補(bǔ)正前組Gl內(nèi)的負(fù)透鏡元件所造成的倍率色差，所以不太理想。相
10反地，若超過(guò)條件(3)的上限，則不僅難以補(bǔ)正倍率色差，而且用存在的玻璃材料來(lái)也很難構(gòu)成透鏡。優(yōu)選的是，第一 第五實(shí)施方式所涉及的光學(xué)成像系統(tǒng)滿足以下的條件(4)及
(5)。-4. 0 < ff/fG < 3. 0 · · · (4)1. 1 < f2/f < 4· 2 · · · (5)其中，ff 聚焦時(shí)移動(dòng)的透鏡元件的焦距；fG 聚焦時(shí)移動(dòng)的透鏡元件所屬的透鏡組的合成焦距；f 2:后組的合成焦距；f:整個(gè)系統(tǒng)的焦距。條件(4)不僅抑制光學(xué)成像系統(tǒng)的像差變動(dòng)而維持良好的成像性能，而且規(guī)定聚焦透鏡的焦距。若低于條件(4)的下限，則聚焦透鏡的焦距變短，盡管聚焦透鏡的移動(dòng)量降低能夠?qū)崿F(xiàn)鏡筒尺寸的小型化，但卻難以補(bǔ)正倍率色差、像散，為此要求嚴(yán)格的制造精度， 就制造方面而言提高了難度。相反地，若超過(guò)條件的上限，則聚焦透鏡的焦距變長(zhǎng)，進(jìn)行聚焦時(shí)所需移動(dòng)量增大，從而導(dǎo)致透鏡或鏡筒長(zhǎng)度的大型化，因此不太理想。條件( 規(guī)定了后組的焦距，該后組的焦距用于在實(shí)現(xiàn)對(duì)各種像差進(jìn)行良好地補(bǔ)正的情況下，確保較短的總長(zhǎng)、和充分的后焦點(diǎn)。若低于條件(5)的下限，則后組的焦距變短，產(chǎn)生顯著的向外的彗差，并且場(chǎng)曲變得過(guò)于彎曲(excessive toward the under side), 從而不能維持成像性能，所以不太理想。相反地，若超過(guò)條件(5)，則后組的焦距變長(zhǎng)，雖然總長(zhǎng)變短，但不僅產(chǎn)生顯著的向內(nèi)的彗差，而且場(chǎng)曲過(guò)于彎曲(excessive toward theover side)，從而不能維持成像性能，所以不太理想。優(yōu)選的是，第一實(shí)施方式 第五實(shí)施方式所涉及的光學(xué)成像系統(tǒng)滿足以下的條件
(6)或(7)0. 2 < βρ < 0. 8 · · · (6)1. 0 < βη < 1. 8 · · · (7)其中，β ρ 聚焦時(shí)移動(dòng)的正透鏡元件在無(wú)窮遠(yuǎn)聚焦?fàn)顟B(tài)下的旁軸成像倍率(paraxial imaging magnification)；β η 聚焦時(shí)移動(dòng)的負(fù)透鏡元件在無(wú)窮遠(yuǎn)聚焦?fàn)顟B(tài)下的旁軸成像倍率。條件(6)是為了使包括聚焦透鏡的后組在光軸上的長(zhǎng)度與成像性能之間保持良好的平衡的條件。若低于條件(6)的下限，則聚焦時(shí)所需的移動(dòng)量增大，從而導(dǎo)致光學(xué)總長(zhǎng)增大，所以不太理想。相反地，若超過(guò)條件(6)的上限，則聚焦時(shí)的移動(dòng)量變小，盡管能夠獲得縮短總長(zhǎng)的效果，但卻導(dǎo)致近距離時(shí)成像性能的降低，因此不太理想。條件(7)是為了使包括聚焦透鏡的前組或后組的、光軸上的長(zhǎng)度與成像性能之間保持良好的平衡的條件。若低于條件(7)的下限，由于倍率變小，聚焦時(shí)所需的移動(dòng)量增大，導(dǎo)致光學(xué)系統(tǒng)的總長(zhǎng)增大，所以不太理想。尤其在前組配置有聚焦透鏡的情況下，不僅前透鏡直徑增大，而且難以確保周邊光量比(relative illumination)，所以不太理想。相反地，若超過(guò)條件(7)的上限，則倍率變大，在前組具有聚焦透鏡的情況下，場(chǎng)曲變得過(guò)于)，從而難以用較少的透鏡數(shù)量來(lái)構(gòu)成光學(xué)系統(tǒng)。另一方面，在后組具有聚焦透鏡的情況下，雖然聚焦透鏡的移動(dòng)量變小能夠獲得縮短總長(zhǎng)的效果，但由于聚焦透鏡使軸外光線大幅度曲折，導(dǎo)致后續(xù)的透鏡元件的外徑擴(kuò)大， 從而不能確保鏡筒后部外形保持所期望的尺寸，所以不太理想。優(yōu)選的是，第一 第五實(shí)施方式所涉及的光學(xué)成像系統(tǒng)滿足以下的條件(8)0. 01 < Dl/f < 0. 20 · · .(8)其中，Dl 最靠近物方而配置的正透鏡元件、與相鄰于該正透鏡元件的像方而配置的負(fù)透鏡元件之間的空氣間隔；f:整個(gè)系統(tǒng)的焦距。條件(8)規(guī)定了所有透鏡元件中最靠近物方而配置的正透鏡元件、與相鄰于其像方而配置的負(fù)透鏡元件之間的空氣間隔。條件(8)是為了對(duì)從6成像高到10成像高的象散差(astigmatic difference)進(jìn)行補(bǔ)正而特別需要的條件。若低于條件(8)的下限，則空氣間隔變小，在聚焦到無(wú)窮遠(yuǎn)物體時(shí)子午像面變得彎曲(toward the over side)，從而不能確保成像性能，所以不太理想。若超過(guò)條件(8)的上限，則空氣間隔變大，子午像面變得彎曲(toward the under side)，從而不能確保成像性能，所以不太理想。構(gòu)成第一 第五實(shí)施方式所涉及的光學(xué)成像系統(tǒng)的各透鏡元件僅由通過(guò)折射來(lái)使入射光線偏轉(zhuǎn)的折射透鏡元件(即，在具有不同折射率的介質(zhì)之間的界面上進(jìn)行偏轉(zhuǎn)的類(lèi)型的透鏡元件)來(lái)構(gòu)成的，但本發(fā)明并不局限與此。例如，也可以由通過(guò)衍射來(lái)使入射光線偏轉(zhuǎn)的衍射透鏡元件、或通過(guò)組合衍射作用和折射作用來(lái)使入射光線偏轉(zhuǎn)的折射/衍射混合透鏡元件、或通過(guò)介質(zhì)內(nèi)的折射率分布來(lái)使入射光線偏轉(zhuǎn)的折射率分布型透鏡元件等來(lái)構(gòu)成各個(gè)透鏡組。特別是在折射/衍射混合透鏡元件中，若在折射率不同的介質(zhì)的界面上形成衍射結(jié)構(gòu)，則能夠改善衍射效率的波長(zhǎng)依賴(lài)性，因此是優(yōu)選的。(第六實(shí)施方式)圖16是第六實(shí)施方式所涉及的相機(jī)系統(tǒng)的大致結(jié)構(gòu)圖。第六實(shí)施方式所涉及的相機(jī)系統(tǒng)包括相機(jī)主體100和可換鏡頭裝置200。相機(jī)主體100包括相機(jī)控制器101、圖像傳感器102、快門(mén)單元103、圖像顯示控制部104、圖像傳感器控制部105、對(duì)比度檢測(cè)部106、快門(mén)控制部107、圖像存儲(chǔ)控制部108、 顯示器110、釋放鈕111、存儲(chǔ)器112、電源113及相機(jī)支架(camera mount) 114。相機(jī)控制器101是對(duì)整個(gè)相機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行控制的運(yùn)算裝置。相機(jī)控制器101與圖像顯示控制部104、圖像傳感器控制部105、對(duì)比度檢測(cè)部106、快門(mén)控制部107、圖像存儲(chǔ)控制部108、存儲(chǔ)器112以及相機(jī)支架114電連接，并能夠互相進(jìn)行信號(hào)的發(fā)送、接收。此外，相機(jī)控制器101與釋放鈕111電連接，接收釋放鈕111的操作信號(hào)。并且，相機(jī)控制器101與電源113連接。圖像傳感器102例如是C-MOS傳感器。圖像傳感器102將入射到受光面的光學(xué)像轉(zhuǎn)換成圖像數(shù)據(jù)，并將其輸出。圖像傳感器102根據(jù)來(lái)自圖像傳感器控制部105的驅(qū)動(dòng)信號(hào)而被驅(qū)動(dòng)。圖像傳感器控制部105根據(jù)來(lái)自相機(jī)控制器101的控制信號(hào)，輸出使圖像傳感器102驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并將從圖像傳感器102輸出的圖像數(shù)據(jù)輸出到相機(jī)控制器101。 對(duì)比度檢測(cè)部106根據(jù)來(lái)自相機(jī)控制器101的控制信號(hào)，通過(guò)運(yùn)算來(lái)從圖像傳感器102所輸出的圖像數(shù)據(jù)中檢測(cè)對(duì)比度，并將其輸出給相機(jī)控制器101。快門(mén)單元103包括用于對(duì)入射到圖像傳感器102中的圖像光(imagelight)的光路進(jìn)行遮蔽的快門(mén)板?？扉T(mén)單元103根據(jù)來(lái)自快門(mén)控制部107的驅(qū)動(dòng)信號(hào)而被驅(qū)動(dòng)?？扉T(mén)控制部107根據(jù)來(lái)自相機(jī)控制器101的控制信號(hào)，來(lái)對(duì)快門(mén)單元103的快門(mén)板的開(kāi)關(guān)定時(shí)進(jìn)行控制。顯示器110例如是液晶顯示裝置。顯示器110根據(jù)來(lái)自圖像顯示控制部104的驅(qū)動(dòng)信號(hào)而受到驅(qū)動(dòng)，將圖像顯示在顯示面上。圖像顯示控制部104根據(jù)來(lái)自相機(jī)控制器101 的控制信號(hào)，輸出顯示在顯示器110上的圖像數(shù)據(jù)和用于驅(qū)動(dòng)顯示器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。圖像存儲(chǔ)控制部108根據(jù)來(lái)自相機(jī)控制器101的控制信號(hào)，將圖像數(shù)據(jù)輸出給可拆卸地連接的存儲(chǔ)卡109。相機(jī)支架114實(shí)現(xiàn)相機(jī)主體100與后述的可換鏡頭裝置200之間的機(jī)械連接。此夕卜，相機(jī)支架114也發(fā)揮接口的作用，使相機(jī)主體100與后述的可換鏡頭裝置200電連接?？蓳Q鏡頭裝置200包括鏡頭控制器201、光圈控制部202、聚焦控制部203、存儲(chǔ)器 204、光圈單元206、光學(xué)成像系統(tǒng)207及鏡頭架210。鏡頭控制器201是對(duì)整個(gè)可換鏡頭裝置200進(jìn)行控制的運(yùn)算裝置，鏡頭控制器201 經(jīng)由鏡頭架210及相機(jī)支架114與上述相機(jī)主體中的相機(jī)控制器101連接。鏡頭控制器 201與光圈控制部202、聚焦控制部203、存儲(chǔ)器204及模糊檢測(cè)部205電連接，并能夠互相進(jìn)行信號(hào)的發(fā)送、接收。光學(xué)成像系統(tǒng)207是上述的第一實(shí)施方式的光學(xué)成像系統(tǒng)。光學(xué)成像系統(tǒng)207包括聚焦透鏡組207a。此外，為了便于說(shuō)明，對(duì)聚焦透鏡組207a進(jìn)行了模塊化，所以沒(méi)有直接示出實(shí)際的光學(xué)成像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。通過(guò)使聚焦透鏡組207a沿光軸的方向移動(dòng)來(lái)進(jìn)行聚焦。光圈控制部202根據(jù)來(lái)自鏡頭控制器201的控制信號(hào)，來(lái)檢測(cè)光圈單元206的當(dāng)前位置，并進(jìn)行輸出。此外，光圈控制部202通過(guò)輸出用于驅(qū)動(dòng)光圈單元206中所包含的光圈葉片的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，來(lái)使光圈開(kāi)閉，從而改變光學(xué)系統(tǒng)的F值。聚焦控制部203根據(jù)來(lái)自鏡頭控制器201的控制信號(hào)，來(lái)檢測(cè)聚焦透鏡組207a的當(dāng)前位置，并進(jìn)行輸出。此外，聚焦控制部203通過(guò)輸出用于驅(qū)動(dòng)聚焦透鏡組207a的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，沿光軸的方向來(lái)驅(qū)動(dòng)聚焦透鏡組207a。在上述結(jié)構(gòu)中，若釋放鈕111被按下一半，則相機(jī)控制器101執(zhí)行自動(dòng)聚焦的例程 (routine)。首先，相機(jī)控制器101通過(guò)相機(jī)支架114及鏡頭架210與鏡頭控制器201進(jìn)行通信，檢測(cè)聚焦透鏡組207a及光圈單元206的狀態(tài)。接著，鏡頭控制器201根據(jù)控制信號(hào)來(lái)對(duì)聚焦控制部203進(jìn)行控制，驅(qū)動(dòng)聚焦透鏡組207a，使它擺動(dòng)(wobbling)。同時(shí)，相機(jī)控制器101經(jīng)由相機(jī)支架114及鏡頭架210，與鏡頭控制器201進(jìn)行通信，并輸出控制信號(hào)，該控制信號(hào)指示鏡頭控制器201使光圈值(G) 為規(guī)定值。鏡頭控制器201根據(jù)控制信號(hào)來(lái)對(duì)光圈控制部202進(jìn)行控制，驅(qū)動(dòng)光圈單元206 的光圈葉片，以得到規(guī)定的F值。另一方面，相機(jī)控制器101向圖像傳感器控制部105及對(duì)比度檢測(cè)部106輸出控制信號(hào)。圖像傳感器控制部105及對(duì)比度檢測(cè)部106獲得來(lái)自圖像傳感器102的、分別與聚焦透鏡組207a的擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)的采樣頻率建立關(guān)聯(lián)的輸出。圖像傳感器控制部105根據(jù)來(lái)自相機(jī)控制器101的控制信號(hào)，將與光學(xué)像相對(duì)應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)發(fā)送給相機(jī)控制器101。相機(jī)控制器101對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)定的圖像處理，并將其發(fā)送給圖像顯示控制部104。圖像顯示控制部104將圖像數(shù)據(jù)作為可視圖像來(lái)顯示在顯示器110上。此外，對(duì)比度檢測(cè)部106通過(guò)運(yùn)算來(lái)求出圖像數(shù)據(jù)的對(duì)比度的值，將其與擺動(dòng)建立關(guān)聯(lián)，發(fā)送給相機(jī)控制器101。相機(jī)控制器101根據(jù)對(duì)比度檢測(cè)部106的檢測(cè)結(jié)果，來(lái)決定聚焦透鏡組的聚焦移動(dòng)方向和移動(dòng)量，并將關(guān)于這些的信息發(fā)送給鏡頭控制器201。鏡頭控制器201將控制信號(hào)輸出給聚焦控制部203，以使聚焦透鏡組207a移動(dòng)。聚焦控制部 203根據(jù)來(lái)自鏡頭控制器201的控制信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)聚焦透鏡組207a。在實(shí)時(shí)顯示狀態(tài)下進(jìn)行自動(dòng)聚焦的情況下，重復(fù)進(jìn)行上述動(dòng)作。這樣，在實(shí)時(shí)顯示狀態(tài)下進(jìn)行自動(dòng)聚焦的情況下，聚焦透鏡組207連續(xù)進(jìn)行擺動(dòng)。此時(shí)，第一實(shí)施方式所涉及的光學(xué)成像系統(tǒng)由于擺動(dòng)時(shí)的圖像倍率的變化小，且輕量，所以適合于實(shí)時(shí)顯示狀態(tài)和動(dòng)態(tài)圖像的拍攝。上述的關(guān)于第六實(shí)施方式的說(shuō)明中，對(duì)應(yīng)用第一實(shí)施方式中所記載的光學(xué)成像系統(tǒng)的例子進(jìn)行了說(shuō)明，當(dāng)然也可以應(yīng)用其它實(shí)施方式所涉及的光學(xué)成像系統(tǒng)。此外，也可以將由以上說(shuō)明的第一 第五實(shí)施方式所涉及的光學(xué)成像系統(tǒng)、和電荷耦合器件、CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)等攝像元件構(gòu)成的拍攝裝置應(yīng)用到鏡頭交換式相機(jī)系統(tǒng)、監(jiān)視系統(tǒng)中的監(jiān)視相機(jī)、網(wǎng)絡(luò)相機(jī)、車(chē)載相機(jī)等。實(shí)施例以下，對(duì)具體實(shí)施第一 第五實(shí)施方式所涉及的光學(xué)成像系統(tǒng)的數(shù)值實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。如下所述，數(shù)值實(shí)施例1 5分別與第一 第五實(shí)施方式相對(duì)應(yīng)。此外，各數(shù)值實(shí)施例中，表中長(zhǎng)度的單位均為“mm”，視角(view angle)的單位均為“?！?。此外，各數(shù)值實(shí)施例中，r是曲率半徑，d是軸向間隔(axialdistance)，nd是相對(duì)于d線的折射率，vd是相對(duì)于d線的阿貝數(shù)。圖2、5、8、11及14是第一 第五實(shí)施方式所涉及的光學(xué)成像系統(tǒng)在無(wú)窮遠(yuǎn)聚焦?fàn)顟B(tài)下的縱向像差圖。此外，圖3、6、9、12及15是第一 第五實(shí)施方式所涉及的光學(xué)成像系統(tǒng)在物距為Im的情況下的縱向像差圖。各縱向像差圖，從左側(cè)開(kāi)始依次示出球面像差(SA(mm))、像散(AST(mm))，畸變 (DIS(%))。球面像差圖中，縱軸示出F值(圖中用F表示)，實(shí)線是d線(d-line)的特性， 短虛線是F線(F-Iine)的特性，長(zhǎng)虛線是C線(C-Iine)的特性。像散圖中，縱軸示出半視角(half view angle)(圖中用W表示)，實(shí)線是弧矢面的特性(圖中用s表示)，虛線是子午平面(圖中用m表示)的特性?；儓D中，縱軸示出半視角(圖中用W表示)。(數(shù)值實(shí)施例1)數(shù)值實(shí)施例1的光學(xué)成像系統(tǒng)與圖1所示的第一實(shí)施方式相對(duì)應(yīng)。表1示出數(shù)值實(shí)施例1的光學(xué)成像系統(tǒng)的面數(shù)據(jù)，表2示出各種數(shù)據(jù)。表1(面數(shù)據(jù))面號(hào) rd ndvd
物面 c°可變
137.3411.700 1.80610 40.7
214.8396.839
376.1451.500 1.71300 53.9
49.9697.965
5-25.9632.150 1.80518 25.5
6-15.3290.509
7-13.7560.800 1.61800 63.4
8-45.1400.150
919.0393.200 1.80518 25.5 10 102.8456.930
11(光圈) ~1.800
12-750.0001.780 1.80610 40.7
13-19.9300.170
14-33.2752.900 1.62041 60.3
15-7.0391.300 1.84666 23.8
16-22.096可變
17-118.5192.800 1.61800 63.4
18-19.730可變
1997.6413.100 1.49700 81.6
20-97.641BF
像面~表2(各種數(shù)據(jù))
無(wú)窮遠(yuǎn)Im
焦距7.735 7.733
F 值3.607 3.611
視角89.90 89.90
像高10.824 10.836
透鏡總長(zhǎng)68.874 68.874
BF16.965 16.965
d0929.700
dl64.566 4.458
dl81.750 1.858
前組的焦距一 24.64
后組的焦距18.33
聚焦透鏡元件的焦距37.89(數(shù)值實(shí)施例2)數(shù)值實(shí)施例2的光學(xué)成像系統(tǒng)與圖2所示的第二實(shí)施方式相對(duì)應(yīng)。表3示出數(shù)值實(shí)施例2的光學(xué)成像系統(tǒng)的面數(shù)據(jù)，表4示出各種數(shù)據(jù)。表3(面數(shù)據(jù))面號(hào) rd ndvd
物面 °°可變
141.3232.000 1.80420 46.5
213.8896.831
372.7552.000 1.71300 53.9
48.1088.015
519.8146.300 1.84666 23.8
6-500.0001.761 7(光圈) ⑴2.097
8-26.8104.400 1.71300 53.9
9-14.9320.150
1061.5544.300 1.61800 63.4
11-7.6600.824 1.84666 23.8
12一 17.322可變
13-18.8190.800 1.84666 23.8
14—29.367可變
15192.5183.000 1.61800 63.4
16-27.082BF
像面00表4(各種數(shù)據(jù))
無(wú)窮遠(yuǎn)Im
焦距7.839 7.835
F 值3.601 3.604
視角89.900 89.900
像高10.822 10.829
透鏡總長(zhǎng)64.073 64.073
BF15.072 15.073
d0935.835
dl22.564 2.7050024
dl43.958 3.818(數(shù)值實(shí)施例3)數(shù)值實(shí)施例3的光學(xué)成像系統(tǒng)與圖3所示的第三實(shí)施方式相對(duì)應(yīng)。表5示出數(shù)值實(shí)施例3的光學(xué)成像系統(tǒng)的面數(shù)據(jù)，表6示出各種數(shù)據(jù)。表5(面數(shù)據(jù))
16面號(hào) r dndvd 物面 00 可變
158.9612.0001.72916 54.7
215.372可變
3 ‘1.5001.48749 70.4
410.211可變
5-19.4821.0001.48749 70.4
629.7572.3321.76182 26.6
7-27.4310.150
827.3641.6631.84666 23.8
9一 124.0520.150
1012.7422.4411.63980 34.6
11一 15.3361.0411.84666 23.8
1213.4291.600 13(光圈) ~1.600
14-298.9500.6001.84666 23.8
1511.8063.1821.61800 63.4
16—13.2394.650
1729.4753.8351.61800 63.4
18-33.359BF
像面°°表6(各種數(shù)據(jù))
無(wú)窮遠(yuǎn)Im
焦距8.0077.980
F 值3.6073.607
視角90.00090.000
像高10.82910.805
透鏡總長(zhǎng)61.58661.586
BF15.42315.423
d0 °°936.899
d210.58010.462
d47.8417.958(數(shù)值實(shí)施例4)數(shù)值實(shí)施例4的光學(xué)成像系統(tǒng)與圖4所示的第四實(shí)施方式相對(duì)應(yīng)。表7示出數(shù)值實(shí)施例4的光學(xué)成像系統(tǒng)的面數(shù)據(jù)，表8示出各種數(shù)據(jù)。表7(面數(shù)據(jù))
面號(hào) r dndvd 物面 °° 可變
148.254 1.7001.69680 55.5
214.2997.180
3142.500 1.5001.69680 55.5
411.2576.270
5-47.6212.9001.80518 25.5
6-19.3910.560
7-17.2390.8001.49700 81.6
8750.0003.060
914.5052.2001.80610 33.3 10 52.4234.608
11(光圈) ~2.402
12一 86.5231.6001.77250 49.6
13-16.6970.230
14-16.0363.0001.58913 61.3
15-6.0871.8201.84666 23.8
16-14.719可變
17500.0002.8001.61800 63.4
18-24.060可變
19106.2402.4001.51680 64.2
20-106.240BF
像面00表8(各種數(shù)據(jù))
無(wú)窮遠(yuǎn)Im
焦距7.8507.847
F 值2.9512.955
視角89.90089.900
像高10.83110.842
透鏡總長(zhǎng)67.81767.817
BF16.16916.169
d0°°930.741
dl64.5134.405
dl82.1052.214(數(shù)值實(shí)施例5)數(shù)值實(shí)施例5的光學(xué)成像系統(tǒng)與圖5所示的第五實(shí)施方式相對(duì)應(yīng)。表9示出數(shù)值實(shí)施例5的光學(xué)成像系統(tǒng)的面數(shù)據(jù)，表10示出各種數(shù)據(jù)。表9(面數(shù)據(jù))面號(hào) rdnd vd
物面 °°可變
149.0822.0001.60311 60.7
216.2847.932
3100.8492.0001.69680 55.5
410.2539.105
518.2303.5001.71736 29.5
6-32.7810.500
7-46.1431.0001.80610 40.7
88.7951.000
912.8073.4001.71736 29.5
10 311.9303.715
11(光圈) ~2.454
12-58.7653.4001.77250 49.6
13-12.4030.200
14°°4.0001.58913 61.3
15-8.7802.3001.84666 23.8
16-31.509可變
17°°2.9521.61800 63.4
18-24.646BF
像面°°表10 (各種數(shù)據(jù))
無(wú)窮遠(yuǎn)Im
焦距7.5927.582
F 值3.6063.605
視角89.90089.900
像高10.81610.815
透鏡總長(zhǎng)73.21773.217
BF17.51317.602
d0°°926.701
dl66.2466.157下表11示出各數(shù)值實(shí)施例所涉及的光學(xué)成像系統(tǒng)中、各條件的對(duì)應(yīng)值。表11 (條件的對(duì)應(yīng)值數(shù)值實(shí)施例1 5)實(shí)施例1 實(shí)施例2實(shí)施例3 實(shí)施例4 實(shí)施例5
(1)R/f 1.6 1.41.6 1.6 1.7
(2)Ed/f 9.1 8.47.9 8.8 9.9
(3)Vn-Vp 27.2 26.526.5 34.8 22.7
(4)fffG 2.1 一3.60.3 1.9 2.4
(5)f2/f 2.4 2.32.1 2.5 2.2
(6)βρ 0.35 —— 0.38 0.56
(7)β η - 1.510.34 - -
(8)Dl/f0.07 -- 0.07 0.07 前組的焦距一24.64 —31.88—63.12 —110.85 —13.31 后組的焦距 18.33 18.0516.42 19.59 16.80
ff 37.89 -64.11一20.95 37.22 39.88(工業(yè)實(shí)用性)本發(fā)明所涉及的光學(xué)成像系統(tǒng)能夠應(yīng)用到鏡頭交換式相機(jī)系統(tǒng)、監(jiān)視系統(tǒng)中的監(jiān)視相機(jī)、網(wǎng)絡(luò)相機(jī)、車(chē)載相機(jī)等，特別適用于鏡頭交換式相機(jī)系統(tǒng)等要求高畫(huà)質(zhì)的光學(xué)成像系統(tǒng)。
20
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于該光學(xué)成像系統(tǒng)從物方到像方依次包括最靠近物方的位置配置有負(fù)透鏡的前組、孔徑光闌以及具有正光焦度的后組，在從無(wú)窮遠(yuǎn)物體到近距離的物體進(jìn)行聚焦時(shí)，上述最靠近物方的負(fù)透鏡和上述孔徑光闌相對(duì)于成像面固定，上述前組或后組中的部分透鏡沿光軸移動(dòng)， 并且，上述光學(xué)成像系統(tǒng)滿足以下的條件(1).0.9 < R/f < 2. 0 · · · (1) 其中，R 最靠近物方而配置的負(fù)透鏡元件的像方曲率半徑、與所有負(fù)透鏡元件中從物方起的第二個(gè)負(fù)透鏡元件的像方曲率半徑之間的平均值； f:整個(gè)系統(tǒng)的焦距。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于 聚焦時(shí)沿光軸移動(dòng)的透鏡是單透鏡元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于， 滿足以下的條件O).2. 0 < Σ d/f < 12. 0... (2) 其中，Σ d 從整個(gè)系統(tǒng)的最靠近物方的面到最靠近像方的面的光軸上的距離； f:整個(gè)系統(tǒng)的焦距。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于， 滿足以下的條件(3)20 < Vn-Vp < 50 · · · (3) 其中，Vn 包含在前組中的負(fù)透鏡元件的相對(duì)于d線的平均阿貝數(shù)； Vp 包含在前組中的正透鏡元件的相對(duì)于d線的平均阿貝數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于， 滿足以下的條件⑷及(5)-4. 0 < ff/fG < 3. 0... (4).1.1 < f2/f < 4· 2 · · ‘ (5) 其中，ff 聚焦時(shí)移動(dòng)的透鏡元件的焦距； fG 聚焦時(shí)移動(dòng)的透鏡元件所屬的透鏡組的合成焦距； f2 后組的合成焦距； f:整個(gè)系統(tǒng)的焦距。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于， 聚焦時(shí)沿光軸移動(dòng)的透鏡元件滿足以下的條件(6)或(7).0.2 < β ρ < 0. 8 · · · (6).1.0 < βη < 1. 8 · · ‘ (7) 其中，β P 聚焦時(shí)移動(dòng)的正透鏡元件在無(wú)窮遠(yuǎn)聚焦?fàn)顟B(tài)下的旁軸成像倍率； β η 聚焦時(shí)移動(dòng)的負(fù)透鏡元件在無(wú)窮遠(yuǎn)聚焦?fàn)顟B(tài)下的旁軸成像倍率。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于， 滿足以下的條件(8)0. 01 < Dl/f < 0. 20... (8) 其中，Dl 最靠近物方而配置的正透鏡元件、與相鄰于該正透鏡元件的像方而配置的負(fù)透鏡元件之間的空氣間隔； f:整個(gè)系統(tǒng)的焦距。
8.—種可換鏡頭裝置，其特征在于，該可換鏡頭裝置具備 權(quán)利要求1所述的光學(xué)成像系統(tǒng)；以及鏡頭架部，該鏡頭架部與相機(jī)主體連接，該相機(jī)主體包括，接收上述光學(xué)成像系統(tǒng)所形成的光學(xué)像，并將該光學(xué)像轉(zhuǎn)換成電圖像信號(hào)的圖像傳感器。
9.一種相機(jī)系統(tǒng)，其特征在于， 該相機(jī)系統(tǒng)包括具備權(quán)利要求1所述的光學(xué)成像系統(tǒng)的可換鏡頭裝置；以及相機(jī)主體，該相機(jī)主體通過(guò)相機(jī)支架部與上述可換鏡頭裝置可拆卸地連接，并包括，接收上述光學(xué)成像系統(tǒng)所形成的光學(xué)像，并將該光學(xué)像轉(zhuǎn)換成電圖像信號(hào)的圖像傳感器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種聚焦透鏡輕量且小型的光學(xué)成像系統(tǒng)、可換鏡頭裝置及相機(jī)系統(tǒng)。該光學(xué)成像系統(tǒng)從物方到像方依次包括最靠近物方的位置配置有負(fù)透鏡的前組、孔徑光闌以及具有正屈光力的后組，在從無(wú)窮遠(yuǎn)的物體到近距離的物體進(jìn)行聚焦時(shí)，最靠近物方的負(fù)透鏡和孔徑光闌相對(duì)于成像面而固定，前組或后組中的部分透鏡沿光軸移動(dòng)。該光學(xué)成像系統(tǒng)滿足條件(1)0.9＜R/f＜2.0(R最靠近物方而配置的負(fù)透鏡元件的像方曲率半徑、與所有負(fù)透鏡元件中從物方起的第二個(gè)負(fù)透鏡元件的像方曲率半徑之間的平均值；f整個(gè)系統(tǒng)的焦距)。
文檔編號(hào)G02B13/04GK102472884SQ20108003460
公開(kāi)日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月25日
發(fā)明者今岡卓也, 安達(dá)宣幸 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社