摄像镜头的制作方法
【专利说明】摄像I竞头
[0001] (本申请是申请日为2012年12月12日、申请号为201210537436. 5、发明名称为 "摄像镜头"的申请的分案申请。）
技术领域
[0002] 本发明涉及一种摄像镜头，更详细地说，有关于能够进行摄像倍率为等倍程度的 微距摄像的光学系统，涉及一种能够恰当地使用于照相机、摄像机、电子静态照相机等的摄 像镜头。
【背景技术】
[0003] 通常，微距摄像用镜头随着摄像倍率增加而像差的变动增加，因此校正该像差变 得非常难。作为其对策，提出了在调焦时使多个透镜组移动的所谓浮动式的镜头。
[0004] 以往的适合于微距摄像的摄像镜头之一是如下特征的摄像镜头（例如参照专利 文献1)。
[0005] 从物体侧至像侧依次由在调焦时不动的前组、包括至少两个在调焦时移动的透镜 组的中间透镜组、负折射力的防振透镜组以及正折射力的后透镜组构成，其中，该防振透镜 组以具有与光轴垂直的方向的成分的方式移动来使成像位置在与光轴垂直的方向上移动。 该后组具有包括正透镜和负透镜的多个透镜，在将该后组中的正透镜的材料折射率的平均 值设为Nbpa、将该后组中的负透镜的材料折射率的平均值设为Nbna、将从该前组至该防振 透镜组为止的总焦距设为fa、将整个系统的焦距设为f时，满足以下条件。
[0006] 1. 7 < Nbna
[0007] Nbpa < 1. 7
[0008] 1. 85 < |fa/f I < 2. 80
[0009] 以往技术的适合于微距摄像的摄像镜头的另一个是如下特征的摄像镜头（例如 参照专利文献2)。
[0010] 从物体侧起依次由具有正折射力的第一透镜组、具有负折射力的第二透镜组、具 有正折射力的第三透镜组、具有正折射力的第四透镜组以及具有负折射力的第五透镜组构 成，在从无限远的物体向近距离物体进行调焦时，上述第一透镜组固定，上述第二透镜组向 像侧移动，上述第三透镜组向物体侧移动，上述第四透镜组按照与上述第三透镜组不同的 轨迹向物体侧移动，上述第五透镜组固定，满足以下条件式。
[0011] 0. 89 ^ f4/f3 < 2. 0
[0012] 其中，f3为上述第三透镜组的焦距，
[0013] f4为上述第四透镜组的焦距。
[0014] 以往技术的适合于微距摄像的摄像镜头的再一个是如下特征的可近距离摄像的 光学系统（例如参照专利文献3)。
[0015] 该光学系统具有：第一调焦透镜组，其在从无限远物体向近距离物体进行调焦时， 在光轴方向上移动；第二调焦透镜组，其在进行调焦时以与上述第一调焦透镜组的移动量 不同的移动量进行移动；以及第三调焦透镜组，其在进行调焦时以与上述第一调焦透镜组 和上述第二调焦透镜组中的任一个的移动量都不同的移动量进行移动，其中，将上述调焦 透镜组中的至少一个调焦透镜组设为单镜头结构。
[0016] 专利文献1 :日本特开2009-288384号公报
[0017] 专利文献2 :日本专利4590900号公报
[0018] 专利文献3 :日本特开2011-48232号公报
【发明内容】
[0019] 发明要解决的问题
[0020] 专利文献1中公开的摄像镜头中，关于轴上色像差，在物距无限远状态下，在从C 线至g线的波长域中该色像差的最大幅度大。在最短摄像距离状态下，带（入射光高度） 为0. 7至I. 0的轴上色像差仍然大。另外，从摄像倍率0. 5倍附近至最短摄像距离状态的 范围内的彗差的变动大，因此在整个调焦范围内得不到高成像性能。并且，轴外像高度的单 色彗差大，因此有可能由于摄像状况的不同而产生紫边（紫色光斑）等问题。
[0021] 在专利文献2中公开的摄像镜头中，从物距无限远状态至最短摄像距离状态的范 围内的畸变像差变动、场曲的变动大。为了减小最短摄像距离状态的带（入射光高度）为 0. 7至I. 0的轴上色像差，在第一透镜组内使用多个透镜进行像差校正，从而镜头结构变得 复杂。其结果，第一透镜组的直径变大，导致镜筒直径大型化。还存在物距无限远状态下的 轴上色像差大这种问题。存在以下问题：在最短摄像距尚状态下，特别是在70%像尚度附 近倍率色像差大。
[0022] 在专利文献3所公开的光学系统中，从物距无限远状态至最短摄像距离状态的范 围内的轴上色像差校正不足，而残留轴上色像差。在最短摄像距离状态下，特别是带（入射 光高度）为0.7至1.0的轴上色像差大。最短摄像距离状态下的畸变像差也大。由于具有 紧接着开口光圈之后配置了移动透镜组的结构，因此调焦移动组的重量容易变重，从而无 法实现低能耗和高速动作的调焦机构。
[0023] (发明的目的）
[0024] 本发明是鉴于以往的可微距摄像的摄像镜头的上述问题点而完成的，其目的在于 提供一种在从物距无限远至等倍附近的最短摄像距离状态的整个调焦范围内减小轴上色 像差、倍率色像差、场曲、畸变像差而具有高成像性能的摄像镜头。
[0025] 本发明的目的在于还提供一种能够在调焦过程中通过使轻量的透镜组移动来节 能消耗且迅速地进行自动调焦的摄像镜头。
[0026] 本发明的目的在于还提供一种能够使手抖动校正功能高且轻量的透镜向与光轴 正交的方向移动的、适合于手抖动校正机构的摄像镜头。
[0027] 用于解决问题的方案
[0028] (第一发明的结构）
[0029] 第一发明是如下特征的摄像镜头。
[0030] 在从物体侧到像侧依次具有正折射力的前透镜组、中间透镜组以及负折射力的后 透镜组并通过在光轴上移动包括中间透镜组第一区域、中间透镜组第二区域以及中间透镜 组第三区域的上述中间透镜组来进行调焦的光学系统中，
[0031] 上述前透镜组至少具有三个以上的凸透镜和一个凹透镜，满足以下条件式。
[0032] (Rnl-Rn2)/(Rnl+Rn2) < 0.............(1)
[0033] ndl < I. 6 vdl > 67. 5.............(2)
[0034] 其中，Rn 1为在上述前透镜组中最靠近物体侧配置的凹透镜的物体侧的曲率半径，
[0035] Rn2为在上述前透镜组中最靠近物体侧配置的凹透镜的像侧的曲率半径，
[0036] ndl为在上述前透镜组内配置的凸透镜相对于d线的平均折射率，
[0037] vdl为在上述前透镜组内配置的凸透镜的平均阿贝数。
[0038](第一发明的效果）
[0039] 根据第一发明的摄像镜头，能够起到以下效果：在从物距无限远至等倍附近的最 短摄像距离状态的整个调焦范围内减小轴上色像差、倍率色像差、场曲、畸变像差而具有高 成像性能。
[0040] 根据本发明的摄像镜头，还能够起到以下效果：在调焦过程中，通过使轻量的透镜 组移动来节能消耗且迅速地进行自动调焦。
[0041] (第一发明的作用）
[0042] 在本发明中，从物体侧起包括正折射力的前透镜组、负折射力的中间透镜组第一 区域、正折射力的中间透镜组第二区域、正折射力的中间透镜组第三区域以及负折射力的 后透镜组，在调焦过程中，上述前透镜组、上述后透镜组是固定的，在从物距无限远状态至 最短摄像距离状态的范围内，上述中间透镜组第一区域从物体侧向像面侧移动，上述中间 透镜组第二区域在光轴上移动，中间透镜组第三区域在从物距无限远状态至最短摄像距离 状态的范围内从像面侧向物体侧移动。
[0043] 在调焦时，如上所述，如果固定上述前透镜组和上述后透镜组，并在从物距无限远 状态至最短摄像距离状态的范围内，使上述中间透镜组第一区域从物体侧向像面侧移动， 使上述中间透镜组第二区域在光轴上移动，使上述中间透镜组第三区域在从物距无限远状 态至最短摄像距离状态的范围内从像面侧向物体侧移动，则具有以下优点。
[0044] 如果在调焦时固定上述前透镜组，则与上述前透镜组移动的镜头类型相比，由调 焦产生的摄像镜头与被摄体之间的距离变化消失，从而能够减少在拍摄时接触到被摄体的 可能性。另外，能够避免在调焦时由探出大型且高重量的被摄体侧透镜组而产生的、给驱动 器的负载增加、镜筒外形大型化。并且，能够在整个调焦范围内得到高成像性能。
[0045] 开口光圈被固定地配置于上述中间透镜组中，实现移动透镜组的轻量化，实现机 械结构的简单化。
[0046] 另外，在从物距无限远状态至最短摄像距离状态的范围内，优选缩小开口光圈的 直径。由开口光圈决定Fno光线即轴上的最大高度光线，能够抑制上述前透镜组的外径大 型化。
[0047] 在防止灰尘进入到镜筒内部、机械机构简单化这一点上优选固定上述后透镜组。
[0048] 上述前透镜组的透镜结构包括至少三个凸透镜和至少一个凹透镜。该结构在良好 地校正最短摄像距离状态附近的彗差方面是优选的结构。
[0049](第二发明的结构）
[0050] 第二发明是如下特征的光学系统。
[0051 ] 从物体侧到像侧依次包括正折射力的第一透镜组、负折射力的第二透镜组、正折 射力的第三透镜组、正折射力的第四透镜组、在手抖动校正时在大致垂直于光轴的方向上 移动的负折射力的第五透镜组以及正折射力的第六透镜组，在调焦过程中，固定第一透镜 组、第五透镜组以及第六透镜组，第二透镜组在从物距无限远至极近距离的范围内在光轴 上从物体侧向像面侧移动，第三透镜组在光轴上前后移动，第四透镜组在从物距无限远至 极近距离的范围内在光轴上从像面侧向物体侧移动，上述第一透镜组至少包括三个以上的 凸透镜和一个以上的凹透镜，上述第三透镜组包括一个凸透镜，上述第四透镜组包括一组 接合透镜，满足以下的条件式。
[0052] (Rnl-Rn2)/(Rnl+Rn2) < 0.............(1)
[0053] ndl < I. 6 vdl > 67. 5.............(2)
[0054] 其中，Rnl为在第一透镜组中最靠近物体侧配置的凹透镜的物体侧的曲率半径，
[0055] Rn2为在第一透镜组中最靠近物体侧配置的凹透镜的像侧的曲率半径，
[0056] ndl为在第一透镜组内配置的凸透镜相对于d线的平均折射率，
[0057] vdl为在第一透镜组内配置的凸透镜的平均阿贝数。
[0058] (第二发明的作用效果）
[0059] 根据第二发明的摄像镜头，能够构成以下摄像镜头，即在从物距无限远至等倍附 近的最短摄像距离状态的整个调焦范围内具有高成像性能、即在从物距无限远至等倍附近 的最短摄像距离状态的整个调焦范围内使轴上色像差、倍率色像差、场曲、畸变像差最小化 而具有尚成像性能。
[0060] 根据第二发明的摄像镜头，能够构成以下摄像镜头，即在调焦过程中使轻量的透 镜组移动，由此能够迅速地进行自动调焦。
[0061] 根据本发明的摄像镜头，还能够构成使手抖动校正功能高且轻量的透镜在与光轴 正交的方向上移动的、适合于手抖动校正机构的摄像镜头。
[0062] 在第二发明的摄像镜头中，在调焦时，固定最靠近物体侧的透镜组和最靠近像面 侧的透镜组，使内部的三个透镜组移动。根据该结构，存在以下优点。即，在调焦时固定第 一透镜组，由此与第一透镜组移动的镜头类型相比，（1)由调焦导致的摄像镜头与被摄体之 间的距离变化消失，减少拍摄时接触到被摄体的可能性；(2)能够避免在对焦时由探出大 型且高重量的透镜而产生的驱动器的负载增加、镜筒外形大型化；以及（3)在整个调焦范 围内能够得到高成像性能。
[0063] 固定最后组易于防止灰尘进入到镜筒内部，并且能够容易地实现机械性结构的简 单化。
[0064] 在第二发明的摄像镜头中，将开口光圈配置并固定于第二透镜组与第三透镜组之 间，由此能够实现机械性结构的简单化。在本发明的摄像镜头中，还能够缩小从物距无限远 状态至最短摄像距离状态的范围内的开口光圈的直径，从而有利于摄像镜头的小型化。
[0065] 在第二发明的摄像镜头中，还由开口光圈来决定作为最大入射光线的Fno光线， 抑制第一透镜组的大型化，从而有利于摄像镜头的小型化。
[0066] 第二发明的摄像镜头的第一透镜组的透镜结构例如至少为凸透镜、凸透镜与凹透 镜的接合透镜、以及凸透镜。这能够良好地校正最短摄像距离状态附近的彗差。在本发明 的第一透镜组的该透镜结构中，进一步地，针对由偏心导致的场曲的变动，通过以多个透镜 来构成，能够分散其影响程度。
[0067] 在第二发明的摄像镜头中，第三透镜组包括一个凸透镜，第四透镜组包括一组接 合透镜。在从物体侧起配置有正透镜组、负透镜组以及固定光圈的光学系统的情况下，与光 圈相邻且后级连接的透镜组的透镜直径变大。因此，单个透镜的重量容易变重，在将第三组 设为移动组的情况下，由一个透镜构成以实现其轻量化。
[0068] 在第二发明的摄像镜头中，与第四透镜组同样地，还优选设为较少的透镜个数，在 本发明的情况下，构成为一组接合透镜。以透镜个数来说，处于开口光圈前后的移动透镜 组在对焦时在光轴上向反方向移动，因此优选为处于开口光圈前后的移动透镜组的透镜个 数相等的结构。在开口光圈的靠物体侧配置三个透镜而在开口光圈的靠像面侧配置三个透 镜，由此在通过旋转对焦环来进行对焦时，在开口光圈的靠物体侧配置三个透镜而在开口 光圈的靠像面侧配置三个透镜，由此一侧的三个透镜顺着重力而下降，另一侧的三个透镜 顶着重力而上升，因此能够实现期望的重量平衡。
[0069] 在第二发明的摄像镜头中，优选第四透镜组还从物体侧以凹凸进行排列。与配置 凸凹的接合透镜相比