專利名稱：遠(yuǎn)攝鏡頭系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于電子靜態(tài)相機(jī)或數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的拍攝鏡頭，特別是涉及一種具有內(nèi)聚焦式的高亮度的遠(yuǎn)攝鏡頭系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近來，使用圖像傳感器件(例如:電荷耦合器件(CXD)或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS ))的數(shù)字相機(jī)或數(shù)字便攜式攝像機(jī)已經(jīng)被廣泛地普及。在攝像機(jī)或數(shù)字相機(jī)中，優(yōu)選具有小F數(shù)的聞売度遠(yuǎn)攝鏡頭。然而，聞売度的遠(yuǎn)攝鏡頭體積大且重量重，因此在具有自動聚焦功能的相機(jī)中聚焦速度會比較慢。為了解決上述問題，已經(jīng)提出許多聚焦方法；然而，這些方法都沒有提供出一種高亮度和輕重量兼具的聚焦機(jī)構(gòu)。例如，已經(jīng)提出一種F數(shù)為1.4且聚焦透鏡組中的透鏡數(shù)量為5個的高亮度遠(yuǎn)攝鏡頭；然而，由于聚焦透鏡組中具有太多的透鏡導(dǎo)致遠(yuǎn)攝鏡頭重量不輕。另一方面，當(dāng)聚焦透鏡組中的透鏡數(shù)量可以是一個或兩個以實現(xiàn)遠(yuǎn)攝鏡頭的輕重量時，這提供一種具有大約為2的F數(shù)的鏡頭，這樣的鏡頭在亮度方面不能令人滿意。此外，存在聚焦透鏡組中的透鏡數(shù)為2且F數(shù)為1.8的示例；然而，這樣的鏡頭需要大光圈。針對這些需求，已經(jīng)提出應(yīng)用于單鏡頭反射(SLR)式相機(jī)的遠(yuǎn)攝鏡頭系統(tǒng)的設(shè)計。例如，后焦距被設(shè)計成長的，以提供鏡子吸引光到光學(xué)取景器所需的空間。此外，最近已經(jīng)提出通過使用電子取景器代替使用光學(xué)取景器進(jìn)而不需要長的后焦距的遠(yuǎn)攝鏡頭。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例提供一種具有大光圈的、內(nèi)聚焦式的、具有廣角結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)攝鏡頭系統(tǒng)。根據(jù)實施例，提供一種遠(yuǎn)攝鏡頭系統(tǒng)，所述遠(yuǎn)攝鏡頭系統(tǒng)包括:第一透鏡組，具有正屈光力并包括至少三個正透鏡和一個負(fù)透鏡；第二透鏡組，具有負(fù)屈光力，第二透鏡組沿光軸移動以執(zhí)行聚焦操作；第三透鏡組，具有正屈光力，第三透鏡組包括膠合透鏡、雙凸正透鏡和具有朝向物方的凹面的負(fù)透鏡，在所述膠合透鏡中，具有朝向物方的凹面的負(fù)透鏡和具有朝向像方的凸面的正透鏡彼此結(jié)合，其中，第一透鏡組到第三透鏡組從物方到像方順序設(shè)置。遠(yuǎn)攝鏡頭系統(tǒng)可滿足下面的不等式-1.2<f/f3n<-0.7,其中，f表示總焦距，f3n表示第三透鏡組中最靠近像方的負(fù)透鏡的焦距。遠(yuǎn)攝鏡頭系統(tǒng)可滿足下面的不等式0.6〈 (r3n2+r3nl) / (r3n2-r3nl)〈1.4，
其中，r3nl和r3n2分別表示第三透鏡組中最靠近像方的負(fù)透鏡的物方表面的曲率半徑和像方表面的曲率半徑。遠(yuǎn)攝鏡頭系統(tǒng)可滿足下面的不等式-6.0<(r3nl+r3p)/(r3nl-r3p)<-1.5,其中，r3nl表示第三透鏡組中最靠近像方的負(fù)透鏡的物方表面的曲率半徑，r3p表示第三透鏡組中與最靠近像方的負(fù)透鏡相鄰的正透鏡的像方表面的曲率半徑。遠(yuǎn)攝鏡頭系統(tǒng)可滿足下面的不等式1.52〈Ν3η〈1.70其中，Ν3η表示第三透鏡組中最靠近像方的負(fù)透鏡的折射率。遠(yuǎn)攝鏡頭系統(tǒng)可進(jìn)一步包括布置在第三透鏡組的物方的孔徑光闌。第一透鏡組可包括從物方到像方順序布置的正透鏡、被形成為彎月形的正透鏡、雙凹負(fù)透鏡和正透鏡。遠(yuǎn)攝鏡頭系統(tǒng)可滿足下面的不等式-0.4< (rlp2+rlpl) / (rlp2-rlpl)〈-0.1其中，rlpl和rlp2分別表示第一透鏡組中最靠近物方的正透鏡的物方表面的曲率半徑和像方表面的曲率半徑。


通過下面參照附圖對本發(fā)明的示例性實施例進(jìn)行的詳細(xì)描述，上述和其他特點和優(yōu)點將會變得更加明顯，附圖中:圖1是示出根據(jù)實施例的遠(yuǎn)攝鏡頭系統(tǒng)在鏡頭聚焦在遠(yuǎn)離鏡頭處(S卩，無窮遠(yuǎn)處)的物體上時和在鏡頭聚焦在靠近鏡頭處(即，最小聚焦距離處)的物體上時的光學(xué)布置的示圖。圖2A、圖2B和圖2C是示出圖1的遠(yuǎn)攝鏡頭系統(tǒng)分別在聚焦在處于無窮遠(yuǎn)(即，遠(yuǎn)離)位置的物體上、聚焦在中間位置和聚焦在最近的位置時的球面像差、場曲和畸變的示圖。圖3示出根據(jù)另一實施例的遠(yuǎn)攝鏡頭系統(tǒng)在鏡頭聚焦在遠(yuǎn)離鏡頭處(S卩，無窮遠(yuǎn)處)的物體上以及在鏡頭聚焦在靠近鏡頭(即，在最小聚焦距離)的物體上時的光學(xué)布置的示圖。圖4A、圖4B和圖4C是示出圖3的遠(yuǎn)攝鏡頭系統(tǒng)分別在聚焦在處于無窮遠(yuǎn)(即，遠(yuǎn)離)位置的物體上、聚焦在中間位置和聚焦在最近的位置時的球面像差、場曲和畸變的示圖。圖5是示出根據(jù)另一實施例的遠(yuǎn)攝鏡頭系統(tǒng)在鏡頭聚焦在遠(yuǎn)離鏡頭處(S卩，無窮遠(yuǎn)處)的物體上和在鏡頭聚焦在靠近鏡頭(即，處于最小聚焦距離)的物體上的光學(xué)布置的示圖。圖6A、圖6B和圖6C是示出圖5的遠(yuǎn)攝鏡頭系統(tǒng)分別在聚焦在處于無窮遠(yuǎn)(即，遠(yuǎn)離)位置的物體上、聚焦在中間位置和聚焦在最近的位置時的球面像差、場曲和畸變的示圖。
具體實施例方式現(xiàn)在將參照附圖來更加充分地描述各個施例。在附圖中，為了清楚起見，可以夸大層和區(qū)域的厚度。圖1、圖3和圖5示出根據(jù)各個實施例的遠(yuǎn)攝鏡頭系統(tǒng)在鏡頭聚焦在遠(yuǎn)離鏡頭處(即，無窮遠(yuǎn)處)的物體上和在聚焦在靠近鏡頭(即，處于最小聚焦距離)的物體上時的光學(xué)布置。實施例提供了一種具有廣角的高亮度的內(nèi)聚焦式遠(yuǎn)攝鏡頭系統(tǒng)。在根據(jù)實施例的遠(yuǎn)攝鏡頭系統(tǒng)中，透鏡從物方OBJ到像方MG順序排列，且該遠(yuǎn)攝鏡頭系統(tǒng)包括:第一透鏡組G1，具有正屈光力；第二透鏡組G2，具有負(fù)屈光力并沿著光軸移動，以執(zhí)行聚焦操作;第三透鏡組G3，具有正屈光力。第一透鏡組Gl包括至少三個正透鏡和一個負(fù)透鏡，更加具體地說，包括從物方到像方順序排列的正透鏡，彎月型正透鏡，負(fù)透鏡以及正透鏡。第二透鏡組G2包括正透鏡和負(fù)透鏡彼此結(jié)合的膠合透鏡。第三透鏡組G3包括從物方朝像方順序布置的膠合透鏡、雙凸正透鏡以及具有朝著物方的凹面的負(fù)透鏡，在所述膠合透鏡中，具有朝著物方的凹面的負(fù)透鏡和具有朝著像方的凸面的正透鏡彼此結(jié)合。孔徑光闌 ST布置在第三透鏡組G3的物方。根據(jù)實施例的遠(yuǎn)攝鏡頭系統(tǒng)滿足下面的不等式。-1.2<f/f3n<-0.7(I)其中，f表示遠(yuǎn)攝鏡頭系統(tǒng)的總焦距，f3n表示第三透鏡組G3中最靠近像方的負(fù)透鏡的焦距。上面的不等式(I)涉及到位于第三透鏡組G3中的像方的負(fù)透鏡的屈光力。當(dāng)負(fù)屈光力下降到低于上面的不等式(I)的下限時，佩茲伐和變小且需要極度的補(bǔ)償，得到正的場曲。當(dāng)負(fù)屈光力超過上限時，佩茲伐和變大，則補(bǔ)償根據(jù)廣角的負(fù)場曲的效果會減少。此夕卜，當(dāng)負(fù)屈光力減小時，遠(yuǎn)攝效果也會降低，則遠(yuǎn)攝鏡頭系統(tǒng)的總長度不得不增加。另外，根據(jù)本實施例的遠(yuǎn)攝鏡頭系統(tǒng)可滿足下面的不等式。0.6< (r3n2+r3nl) / (r3n2-r3nl) <1.4(2)其中，r3nl和r3n2分別表示第三透鏡組G3中最靠近像方的負(fù)透鏡的物方表面的曲率半徑和像方表面的曲率半徑。上面的不等式(2)涉及到第三透鏡組G3中最靠近像方的負(fù)透鏡的形狀。當(dāng)?shù)陀谏厦娴牟坏仁?2)中的下限時，該負(fù)透鏡變?yōu)殡p凹透鏡且入射到像方表面的光的角度將會變大，因此慧差或子午場曲會出現(xiàn)。另外，用于固定透鏡的工具(未示出)可從透鏡表面朝像方突出，因而包括此工具的鏡頭系統(tǒng)的總長度會增加。當(dāng)高于該不等式的上限時，該負(fù)透鏡變?yōu)閺澰滦?，且場曲變大，因而慧差或子午場曲可以不會被適當(dāng)?shù)匦Ｕ?。另外，遠(yuǎn)攝鏡頭系統(tǒng)可滿足下面的不等式。-6.0< (r3nl+r3p) / (r3nl-r3p) <-1.5(3)其中，r3nl表示第三透鏡組G3中最靠近像方的負(fù)透鏡的物方表面的曲率半徑，r3p表示第三透鏡組G3中與最靠近像方的負(fù)透鏡的物方表面相鄰的正透鏡的像方表面的曲率半徑。
不等式(3)涉及到第三透鏡組G3中最靠近像方的負(fù)透鏡的物方表面18與設(shè)置于該負(fù)透鏡的物方的正透鏡的像方表面17之間的空間的形狀。該空間的形狀被形成為朝著物方凹入的彎月形。當(dāng)?shù)陀谠摬坏仁降南孪迺r，兩個表面17和18的曲率半徑減小，導(dǎo)致更大的球面像差。此外，不等式(I)和(2)所需要的第三透鏡組G3中最靠近像方的負(fù)透鏡的像方表面的形狀不會被保持。當(dāng)高于該不等式的上限時，兩個表面17和18的曲率半徑增大，球面像差不會被校正。此外，上面的不等式(I)和不等式(2)所需要的負(fù)透鏡的形狀不會被保持。另外，遠(yuǎn)攝鏡頭系統(tǒng)可滿足下面的不等式。1.52<Ν3η<1.70(4)其中，N3n是第三透鏡組G3中最靠近像方的負(fù)透鏡的屈光力。不等式(4)與不等式(I) 一起控制佩茲伐和。當(dāng)?shù)陀诓坏仁?4)的下限時，屈光力減小，佩茲伐和在負(fù)方向上改變且場曲在正方向上增加。當(dāng)高于不等式(4)的上限時，屈光力增加，然后佩茲伐和在正方向上改變且場曲在負(fù)方向上增加。另外，遠(yuǎn)攝鏡頭系統(tǒng)的第一透鏡組Gl中最靠近物方的正透鏡可滿足下面的不等式。
-0.4< (rlp2+rlpl) / (rlp2-rlpl) <-0.1(5)其中，rlpl是第一透鏡組Gl中最靠近物方的正透鏡的物方表面的曲率半徑，rlp2表示第一透鏡組Gl中最靠近物方的正透鏡的像方表面的曲率半徑。上面的不等式(5)涉及到第一透鏡組Gl中最靠近物方的正透鏡的形狀。通常，在大約Fl.4的高亮度光學(xué)系統(tǒng)中，鏡頭系統(tǒng)的第一表面通常具有相對強(qiáng)的正屈光力以校正球面像差。然而，在本實施例中，提出上面的不等式，以防止由于存在廣視角而發(fā)生的像差。在低于上面的不等式(5)的下限的情況下，第一透鏡組Gl中最靠近物方的正透鏡的物方表面的曲率半徑增大，球面像差更加變差，整個鏡頭系統(tǒng)的像差將不會被保持。在高于不等式(5)的上限的情況下，球面像差減?。蝗欢?，入射到所述像方表面上的光軸外的通量的入射角會增加，慧差或子午場曲發(fā)生，鏡頭系統(tǒng)的像差不會被適當(dāng)?shù)乇３?。在下文中，根?jù)實施例，將描述每個透鏡組中的具體的透鏡結(jié)構(gòu)和透鏡數(shù)據(jù)。在透鏡數(shù)據(jù)中，ST表示孔徑光闌,EFL表示遠(yuǎn)攝鏡頭系統(tǒng)的總焦距,Fno表示F數(shù),FOV表示視角。RDY> TH1、Nd和Vd分別表示曲率半徑、透鏡厚度或透鏡之間的距離、折射率和阿貝數(shù)，Dl和D2表示根據(jù)聚焦的可變距離，Posl、Pos2和Pos3表示可變位置。在下文中，EFL、RDY、TH1、Dl和D2的單位為mm。<第一實施例>圖1示出根據(jù)實施例的遠(yuǎn)攝鏡頭系統(tǒng)在鏡頭聚焦在遠(yuǎn)離鏡頭處(即，無窮遠(yuǎn)處)的物體上時和在鏡頭聚焦在靠近鏡頭處(即，最小聚焦距離處)的物體上時的光學(xué)布置。該遠(yuǎn)攝鏡頭系統(tǒng)包括:第一透鏡組G1，具有正屈光力；第二透鏡組G2，具有負(fù)屈光力；第三透鏡組G3，具有正屈光力。第一透鏡組Gl包括:第一透鏡111，為正透鏡；第二透鏡121，為正透鏡；第三透鏡131，為負(fù)透鏡；第四透鏡141，為正透鏡。第二透鏡組G2包括:第五透鏡211，為正透鏡；第六透鏡221，為負(fù)透鏡。第五透鏡211和第六透鏡221通過彼此結(jié)合形成膠合透鏡。第三透鏡組G3包括:第七透鏡311，為負(fù)透鏡；第八透鏡321，為正透鏡；第九透鏡331，為正透鏡；第十透鏡341，為負(fù)透鏡。第七透鏡311和第八透鏡321通過彼此結(jié)合形成膠合透鏡。透鏡數(shù)據(jù)如下所示。EFL=51.89Fno=L 44F0V=30.98°
權(quán)利要求
1.一種遠(yuǎn)攝鏡頭系統(tǒng)，包括: 第一透鏡組，具有正屈光力并包括至少三個正透鏡和一個負(fù)透鏡； 第二透鏡組，具有負(fù)屈光力，第二透鏡組沿光軸移動以執(zhí)行聚焦操作； 第三透鏡組，具有正屈光力，第三透鏡組包括膠合透鏡、雙凸正透鏡和具有朝向物方的凹面的負(fù)透鏡，在所述膠合透鏡中，具有朝向物方的凹面的負(fù)透鏡和具有朝向像方的凸面的正透鏡彼此結(jié)合； 其中，第一透鏡組到第三透鏡組從物方到像方順序設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)攝鏡頭系統(tǒng)，其中，遠(yuǎn)攝鏡頭系統(tǒng)滿足下面的不等式:-1.2<f/f3n<-0.7 其中，f表示遠(yuǎn)攝鏡頭系統(tǒng)的總焦距，f3n表示第三透鏡組中最靠近像方的負(fù)透鏡的焦距。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)攝鏡頭系統(tǒng)，其中，遠(yuǎn)攝鏡頭系統(tǒng)滿足下面的不等式:0.6〈(r3n2+ r3nl)/(r3n2-r3nl)<1.4 其中，r3nl和r3n2分別表示第三透鏡組中最靠近像方的負(fù)透鏡的物方表面的曲率半徑和像方表面的曲率半徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)攝鏡頭系統(tǒng)，其中，遠(yuǎn)攝鏡頭系統(tǒng)滿足下面的不等式:-6.0〈(r3nl+r3p)/(r3nl-r3p)<_1.5 其中，r3nl表示第三透鏡組中最靠近像方的負(fù)透鏡的物方表面的曲率半徑，r3p表示第三透鏡組中與最靠近像方的負(fù)透鏡相鄰的正透鏡的像方表面的曲率半徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)攝鏡頭系統(tǒng)，其中，遠(yuǎn)攝鏡頭系統(tǒng)滿足下面的不等式:1.52〈Ν3η〈1.70 其中，Ν3η表示第三透鏡組中最靠近像方的負(fù)透鏡的折射率。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)攝鏡頭系統(tǒng)，進(jìn)一步包括布置在第三透鏡組的物方的孔徑光闌。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)攝鏡頭系統(tǒng)，其中，第一透鏡組包括從物方到像方順序布置的正透鏡、被形成為彎月形的正透鏡、雙凹負(fù)透鏡和正透鏡。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)攝鏡頭系統(tǒng)，其中，遠(yuǎn)攝鏡頭系統(tǒng)滿足下面的不等式:-0.4<(rlp2+rlpl)/(rlp2-rlpl)〈-0.1 其中，rlpl和rlp2分別表示第一透鏡組中最靠近物方的正透鏡的物方表面的曲率半徑和像方表面的曲率半徑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種遠(yuǎn)攝鏡頭系統(tǒng)，包括第一透鏡組，具有正屈光力且包括至少三個正透鏡和一個負(fù)透鏡；第二透鏡組，具有負(fù)屈光力且沿光軸移動以執(zhí)行聚焦操作；第三透鏡組，具有正屈光力且包括膠合透鏡、雙凸正透鏡和具有朝向物方的凹面的負(fù)透鏡，在所述膠合透鏡中，具有朝向物方的凹面的負(fù)透鏡和具有朝向像方的凸面的正透鏡彼此結(jié)合；第一透鏡組到第三透鏡組從物方到像方順序設(shè)置。
文檔編號G02B13/06GK103163629SQ20121054848
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者米山修二 申請人:三星電子株式會社