微距镜头与成像单元的制作方法
微距镜头与成像单元的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种微距镜头，包括：具有负折射率的第一聚焦透镜组、以及比排列第一聚焦透镜组更靠近图像侧排列的并且具有正折射率的第二聚焦透镜组。在执行从无穷远处物体到近距离处物体的聚焦操作时，第一聚焦透镜组朝图像侧行进，第二聚焦透镜组以与第一聚焦透镜组的行进量不同的行进量行进。把第二聚焦透镜组配置为仅由一个正透镜构成。
【专利说明】微距镜头与成像单元
【技术领域】
[0001] 本技术涉及一种能够执行近距离拍摄的所谓微距镜头的光学系统，其可为一种 能够以相等的拍摄倍率拍摄从无穷远处物体到近距离处物体并且具有高成像特性。具体 地讲，本技术涉及一种用于诸如静态照相机、视频录放机、以及数字照相机的装置的微距镜 头、并且涉及一种使用这样的微距 （macro)镜头的成像单元。
【背景技术】
[0002] 最近几年，能够通过一个成像单元既拍摄静态图像也拍摄移动图像的成像单元已 广泛流行，特别是在使用数字照相机进行拍摄时。对于这样的成像单元中所使用的用于拍 摄的透镜，人们不仅希望其在拍摄静止图像时具有较高的聚焦操作速度，而且也希望其在 拍摄移动图像时具有较高的聚焦操作速度，因为几乎从始至终都要记录图像，甚至是在拍 摄移动图像时的聚焦操作期间。特别是，具有对比度检测类型的自动聚焦机制的成像单元 己广泛得以使用。因此，在这样的成像单元中所使用的用于拍摄的透镜中，提供了一种所谓 摆动（wobbling)透镜组的透镜组，其沿光轴微量行进以便根据对比度检测聚焦位置。应该 注意的是，由于聚焦透镜组和摆动透镜组的操作均允许焦点位置沿光轴改变，所以在许多 情况下，一个透镜组具有两种功能，而且不区分聚焦透镜组和摆动透镜组。
[0003]在能够以相等的拍摄倍率执行从无穷远处物体到近距离处物体的聚焦操作的所 谓微距镜f中，在执行聚焦操作时行进的聚焦透镜组的行进量可能偏大。因此，为了实现聚 焦马达的高速聚焦操作，希望能够减轻聚焦透镜组的重量。另外，当聚焦透镜组也用作摆动 透镜组时，还希望具有较高的操作速度。因此，最好能够进一步减轻聚焦透镜组的重量。作 为这样的微距镜头，人们推出一种具有5个透镜组的微距镜头，并且把这5个透镜组中的3 个透镜组用于执行聚焦操作（例如，参见申请号为JP2011-048232的日本未经审查的专利 申请公开）。
【发明内容】
[0004] 在以上所描述的现存技术中，把所述5个透镜组中的3个透镜组用于执行聚焦操 作。然而，由于把用于执行聚焦操作的每一个透镜组配置为由多个透镜构成，所以难以减轻 重量。因此，这样的配置不适合高速聚焦操作和摆动操作。
[0005] 人们希望提供一种能够以几乎相等的拍摄倍率执行从无穷远处物体到近距离处 物体的髙速聚焦操作，并且能够执行高速摆动操作，而且还具有良好成像特性的微距镜头。 人们还希望提供一种使用所述微距镜头的成像单元。
[0006] 根据本公开专利的一个实施例，提供了一种微距镜头，包括：具有负折射率的第一 聚焦透镜组；以及第二聚焦透镜组，布置成比第一聚焦透镜组布置得更靠近图像侧并且具 有正折射率。在执行从无穷远处物体到近距离处物体的聚焦操作时，第一聚焦透镜组向图 像侧行进，第二聚焦透镜组以与第一聚焦透镜组的行进量不同的行进量行进。第二聚焦透 镜组仅配置有一个正透镜。这起到了减轻微距镜头中聚焦透镜组重量的作用。
[0007] 根据本公开专利的一个实施例，提供了一种微距镜头，包括：具有正折射率的第一 透镜组；具有负折射率并且用作第一聚焦透镜组的第二透镜组；具有正折射率的第三透镜 组；具有正折射率并且用作第二聚焦透镜组的第四透镜组；以及具有折射率并且排列在图 像侧的第五透镜组。第一到第五透镜组沿着光轴按照从物体侧开始的顺序排列。在执行从 无穷远处物体到在近距离处物体的聚焦操作时，图像平面与第一透镜组、第三透镜组、以及 第五透镜组中每一个之间在光轴上的距离为常数，第二透镜组可以向图像侧行进，第四透 镜组以与第二透镜组的行进量不同的行进量行进。第四透镜组仅配置有一个正透镜。这起 到了减轻微距镜头中用作聚焦透镜组的第四透镜组的重量的作用。
[0008] 根据本公开专利的一个实施例，提供了一种微距镜头，包括：具有正折射率的第一 透镜组；具有负折射率并且用作第一聚焦透镜组的第二透镜组；具有正折射率并且用作第 二聚焦透镜组的第三透镜组；以及具有折射率并且排列在图像侧的第四透镜组。第一到第 四透镜组沿着光轴按照从物体侧开始的顺序排列。在执行从无穷远处物体到在近距离处 物体的聚焦操作时，图像平面与第一透镜组和第四透镜组中每一个之间光轴上的距离为常 数，第二透镜组朝图像侧行进，第三透镜组以与第二透镜组的行进量不同的行进量行进。第 三透镜组仅配置有一个正透镜。这起到了减轻微距镜头中用作聚焦透镜组的第三透镜组的 重量的作用。
[0009] 根据本公开专利的一个实施例，提供了一种具有微距镜头和成像设备的成像单 元，所述成像设备把微距镜头所形成的光图像转换为电信号。所述微距镜头包含：具有负折 射率的第一聚焦透镜组；以及第二聚焦透镜组，布置成比第一聚焦透镜组布置得更靠近图 像侧并且具有正折射率。在执行从无穷远处物体到近距离处物体的聚焦操作时，第一聚焦 透镜组向图像侧行进，第二聚焦透镜组以与第一聚焦透镜组的行进量不同的行进量行进。 第二聚焦透镜组仅配置有一个正透镜。这起到了减轻应用于成像单元的微距镜头中聚焦透 镜组重量的作用。
[0010] 根据以上所描述的本技术的实施例，能够达到如下良好效果：提供了一种能够以 几乎相等的拍摄倍率执行从无穷远处物体到近距离处物体的高速聚焦操作和高速摆动操 作、并且具有良好成像特性的微距镜头，而且还提供了一种使用所述微距镜头的成像单元。
[0011] 应该意识到，以上的一般性描述和以下的详细描述均为示范性的，并且将会按权 利要求提供对本技术的进一步的解释。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 附图的包括旨在提供对本公开专利的进一步的理解，将它们并入本说明书中，构 成本说明书的一部分。所述【专利附图】
【附图说明】了各实施例，并且与本说明书一起用于解释本技术的 原理。
[0013] 图1说明了本技术第一实施例的微距镜头的一个透镜配置。
[0014] 图2A-2C为说明了在无穷远物体距离处的位置处于焦点的状态下本技术第一实 施例的微距镜头的各种像差图。
[0015] 图3A-3C为说明了在中距离处的位置处于允许拍摄倍率为0. 5的焦点的状态下本 技术第一实施例的微距镜头的各种像差图。
[0016] 图4A-4C为说明了在最短拍摄距离处的位置处于允许拍摄倍率为相等倍率焦点 的状态下本技术第一实施例的微距镜头的各种像差图。
[0017]图5说明了本技术第二实施例的微距镜头的一个透镜配置。
[0018] 图6A-6C为说明了在无穷远物体距离处的位置处于焦点的状态下本技术第二实 施例的微距镜头的各种像差图。
[0019] 图7A-7C为说明了在中距离处的位置处于允许拍摄倍率为0. 5焦点的状态下本技 术第二实施例的微距镜头的各种像差图。
[0020] 图8A-8C为说明了在最短拍摄距离处的位置处于允许拍摄倍率为相等倍率焦点 的状态下本技术第二实施例的微距镜头的各种像差图。
[0021] 图9说明了本技术第三实施例的微距镜头的一个透镜配置。
[0022] 图10A-10C为说明了在无穷远物体距离处的位置处于焦点的状态下本技术第三 实施例的微距镜头的各种像差图。
[0023] 图11A-11C为说明了在中距离处的位置处于允许拍摄倍率为0· 5焦点的状态下本 技术第三实施例的微距镜头的各种像差图。
[0024] 图12A-12C为说明了在最短拍摄距离处的位置处于允许拍摄倍率为相等倍率焦 点的状态下本技术第三实施例的微距镜头的各种像差图。
[0025] 图13说明了本技术第四实施例的微距镜头的一个透镜配置。
[0026] 图14A-14C为说明了在无穷远物体距离处的位置处于焦点的状态下本技术第四 实施例的微距镜头的各种像差图。
[0027] 图15A-15C为说明了在中距离处的位置处于允许拍摄倍率为0. 5焦点的状态下本 技术第四实施例的微距镜头的各种像差图。
[0028] 图16A-16C为说明了在最短拍摄距离处的位置处于允许拍摄倍率为相等倍率焦 点的状态下本技术第四实施例的微距镜头的各种像差图。
[0029] 图17说明了本技术第五实施例的微距镜头的一个透镜配置。
[0030] 图18A-18C为说明了在无穷远物体距离处的位置处于焦点的状态下本技术第五 实施例的微距镜头的各种像差图。
[0031] 图19A?19C为说明了在中距离处的位置处于允许拍摄倍率为〇· 5焦点的状态下 本技术第五实施例的微距镜头的各种像差图。
[0032] 图20A-20C为说明了在最短拍摄距离处位置处于允许拍摄倍率为相等倍率的焦 点的状态下本技术第五实施例的微距镜头的各种像差图。
[0033] 图21说明了一个其中把本技术第一到第五实施例任何之一的微距镜头应用于成 像单元100的实例。
【具体实施方式】
[0034] 以下，将描述用于实现本技术的一些实施例（以下，称为"实施例"）。
[0035] 根据本技术一个实施例的微距镜头包括具有负折射率的第一聚焦透镜组、以及比 排列第一聚焦透镜组更靠近图像侧排列的并且具有正折射率的第二聚焦透镜组。另外，把 第二聚焦透镜组配置为仅有一个正透镜。
[0036] 比排列第一聚焦透镜组更靠近物体侧地提供第一透镜组。把具有正折射率的第三 透镜组提供在第一聚焦透镜组和第二聚焦透镜组之间。在这一情况下，第一聚焦透镜组为 第二透镜组，第二聚焦透镜组为第四透镜组。把正或者负第五透镜组提供在第二聚焦透镜 组的图像侧。
[0037] 实现了这样一种所谓的内部聚焦类型：其中，在执行从无穷远处物体到近距离处 物体的聚焦操作时，第一聚焦透镜组朝图像侧行进，第二聚焦透镜组朝物体侧行进，而除聚 焦透镜组之外的其它透镜组具有相对图像平面的固定的位置。采用所述内部聚焦类型，聚 焦透镜组的重量可以变得相对轻，并且变得适合于用于驱动的电能的减小以及噪音的降 低。另外，采用所述内部聚焦类型，聚焦透镜组的行进量可以变得相对短。因此，允许从无 穷远处物体到近距离处物体的聚焦操作的速度更高。而且，通过配置一个正透镜的第二聚 焦透镜组，进一步减轻了重量。于是，实现了在执行自动聚焦操作时的高速摆动，并且允许 更高的聚焦操作速度。
[0038] 另外，根据本技术一个实施例的微距镜头还可以满足以下的条件表达式（a)。
[0039] 条件表达式（a) :55<AF2<100
[0040] AF2为配置第二聚焦透镜组的正透镜的色散系数。条件表达式（a)在一个适当的 范围内定义了配置第二聚焦透镜组的正透镜的色散系数。如果AF2的值小于条件表达式 (a)中的下限，并且导致高色散，则在对近距离处物体执行聚焦操作时，色像差的变化量变 大，这是所不希望的。具有大于条件表达式（a)中的上限的AF2的值的材料为超低色散材 料，因此极其昂贵，这是不可取的。
[0041] 而且，为了进一步达到以上所描述的效果，最好能够满足以下的条件表达式 (a')。
[0042] 条件表达式（a' ) :60〈AF2<96
[0043] 根据本技术一个实施例的微距镜头可以满足以下的条件表达式（b)。
[0044] 条件表达式（a) :2. 0<GF2〈4. 5
[0045] GF2为配置第二聚焦透镜组的正透镜的比重。条件表达式（b)将配置第二聚焦透 镜组的正透镜的材料的比重限定在一个适当的范围内。如果GF2的值小于条件表达式（b) 中的下限，并且比重变小，则难使用玻璃材料，并因此难以以选择除具有相对大色散的树脂 材料之外的材料，树脂材料不是优选。另一方面，如果GF 2的值小于条件表达式（b)中的上 限，并且比重变大，则第二聚焦透镜组的重量增加并且难以实现驱动时的能耗降低、降低噪 音、或者提高速度。
[0046]另外，为了进一步达到以上所描述的效果，最好能够满足以下的条件表达式 (V )。
[0047]条件表达式（b，）：2. 0〈GF2<4. 0
[0048]而且，根据本技术一个实施例的微距镜头还可以在第一聚焦透镜组和第二聚焦透 镜组之间包括一个图像模糊校正透镜组。允许图像模糊校正透镜组沿垂直于光轴的方向移 动，并且当晃动光学系统时校正图像模糊。当把图像模糊校正透镜组排列在第一和第二聚 焦透镜组之间时，在图像模糊校正透镜沿纵方向移动时，能够增加图像平面上图像纵方向 的移动量的比率，即图像模糊校正敏感度。因此，能够校正具有小移动量的图像模糊。于是， 实现了紧致的尺寸，并且允许把图像模糊校正时的像差变化抑制为一个很小的量。
[0049]另外，根据本技术一个实施例的微距镜头还可以满足以下的条件表达式（c)。
[0050]条件表达式（c) : 1. 〇<F3/F<3. 〇
[0051] F3为图像模糊校正透镜组的焦距，F为在无穷远处物体处于焦点的状态下微距镜 头的总焦距。条件表达式（c)在一个适当的范围内定义了第三透镜组的焦距。如果^作的 值小于条件表达式（c)中的下限，并且第三透镜组的焦距变小，则第三透镜组的折射率变 得极强，于是，像差增大，这是不可取的。另一方面，如果F3/F的值大于条件表达式（ c)中 的上限，并且第三透镜组的焦距变大，则第三透镜组的折射率变得极弱。于是，图像模糊校 正时纵方向的移动量变得极大，并且劣化了图像模糊校正时的光性能。
[0052]而且，为了进一步达到以上所描述的效果，最好能够满足以下的条件表达式 (V )。
[0053]条件表达式（c' ) :1. 3<F3/F<2. 5
[0054] 根据本技术一个实施例的微距镜头可以包括一个作为图像模糊校正透镜组的正 透镜。具体地讲，可以把图像模糊校正透镜组配置为仅由一个正透镜构成。允许把图像模 糊校正透镜组配置为由一个正透镜构成，可以减轻图像模糊校正透镜组的重量，因此，减少 了驱动时的能耗。
[0055] 另外，根据本技术实施例的微距镜头还可以满足以下的条件表达式（d)。
[0056] 条件表达式（d) :55〈AF3<100
[0057] AF3为配置图像模糊校正透镜组的一个正透镜的色散系数。条件表达式（d)在一 个适当的范围内定义了配置图像模糊校正透镜组的所述一个正透镜的色散系数。如果AF3 的值小于条件表达式（d)中的下限，并且导致高色散，则在对近距离处物体的图像模糊校 正时，色像差的变化量变大，这可能是所不希望的。具有大于条件表达式（d)中的上限的色 散系数的材料为超低色散材料，因此极其昂贵，这可能是不可取的。
[0058] 根据本技术一个实施例的另一个微距镜头可以包括：具有正折射率的第一透镜 组、具有负折射率并且用作第一聚焦透镜组的第二透镜组、具有正折射率的第三透镜组、具 有正折射率并且用作第二聚焦透镜组的第四透镜组、以及具有折射率并且排列在图像侧的 第五透镜组。沿光轴从物体侧依次排列第一到第五透镜组。在执行从无穷远处物体到近距 离处物体的聚焦操作时，图像平面与第一透镜组、第三透镜组、以及第五透镜组中每一个透 镜组之间光轴上的距离为常数，第二透镜组可以朝图像侧行进，第四透镜组能够以与第二 透镜组的行进量不同的行进量行进。可以把第四透镜组配置为仅由一个正透镜构成。采用 这样的配置，通过允许第二透镜组在光轴上行进，通过改变最靠近物体侧第一透镜组所形 成的图像的倍率，执行聚焦操作。另外，第三?第五透镜组还允许把第二透镜组改变其倍率 的图像形成在图像平面上。允许第四透镜组在光轴上行进，可以容忍聚焦操作期间的倍率 变化，并且能够校正像差的变化。
[0059]而且，在这一微距镜头中，整体上，第五透镜组可以具有负折射率。允许第五透镜 组具有负折射率，可以缩短光学系统的总长度，并且减小了执行聚焦操作时所需的第一和 第二聚焦透镜组朝近距离处物体行进的行进量。
[0060] 另外，第五透镜组可以具有2个负透镜和1个正透镜。允许第五透镜组具有2个 负透镜和1个正透镜,可以抑制第五透镜组中放大色像差、失真、以及场曲率的出现。
[0061] 这一微距镜头可以满足以下的条件表达式（e)。
[0062] 条件表达式（e) : 1. 0< β 5< 1. 8
[0063] β 5为第五透镜组的横向放大率。条件表达式（e)适当地定义了第五透镜组的横 向放大率的范围。如果β 5的值小于条件表达式（e)中的下限，并且横向放大率变小，则第 一?第四透镜组的总焦距增长，从而导致光学系统尺寸的增加。如果β 5的值大于条件表 达式（e)中的上限,并且横向放大率变大，则扩展像差的第五透镜组的效果增强，因此，像 差的校正变得困难。
[0064] 这一微距镜头可以满足以下的条件表达式（f)。
[0065]条件表达式（f) :0· 4<F/F1<0. 8
[0066] F1为第一透镜组的焦距，F为在无穷远处物体处于焦点的状态下微距镜头的总焦 距。条件表达式（f)在适当的范围内定义了第一透镜组的焦距。如果F/F1的值小于条件 表达式（f)中的下限，并且第一透镜组的折射率变得极强，则球面像差和间歇像差增大，这 是不可取的。如果F/F1的值大于条件表达式（f)中的上限，则第一透镜组的折射率变得极 弱，因此，光学系统的尺寸的减小变得困难，这是不可取的。
[0067] 这一微距镜头可以满足以下的条件表达式（g)。
[0068]条件表达式（g) :0. 3< | F2 | /F<0. 6
[0069] F2为第二透镜组的焦距，F为在无穷远处物体处于焦点的状态下微距镜头的总焦 距。条件表达式（g)在适当的范围内定义了第二透镜组的焦距。如果|F2|/F1的值小于条 件表达式（g)中的下限，并且第二透镜组的折射率变得极强，则因聚焦操作所导致的场曲 率的变化增大，这是不可取的。如果|F 2|/F的值大于条件表达式（g)中的上限，则第二透 镜组的折射率变得极弱，因此，光学系统的尺寸的减小变得困难，这是不可取的。
[0070]根据本技术一个实施例的另一个微距镜头可以包括：具有正折射率的第一透镜 组、具有负折射率并且用作第一聚焦透镜组的第二透镜组、具有正折射率并且用作第二聚 焦透镜组的第三透镜组、以及具有负折射率并且排列在图像侧的第四透镜组。沿光轴依次 排列第一?第四透镜组。在执行从无穷远处物体到近距离处物体的聚焦操作时，图像平面 与第一透镜组和第四透镜组中每一个透镜组之间光轴上的距离为常数，第二透镜组可以朝 图像侧行进，第三透镜组能够以与第二透镜组的行进量不同的行进量行进。可以把第三透 ^组配置为仅有一个正透镜。这一配置相应于通过从以上所描述的其它微距镜头中去除第 三透镜组所获得的配置。因此，相应的透镜组仅具有相似的特征。
[0071]根据本技术一个实施例的成像单元包括以上所描述的微距镜头以及把微距镜头 所形成的光图像转换为电信号的成像设备。
[0072]以下，将描述本技术的以上所描述的实施例的数值实例。将按下列次序进行描述。 [0073] 1.第一实施例（数值实例1)
[0074] 2_第二实施例（数值实例2)
[0075] 3.第三实施例（数值实例3)
[0076] 4.第四实施例（数值实例4)
[0077] 5.第一实施例（数值实例5)
[0078] 6.应用实例（成像单元）
[0079]各表以及以下描述中的符号等表示如下。"si"表示从物体侧数起的第i个表面的 表面编号。"ri"表示从物体侧数起的第i个表面的曲率半径。"di"表示从物体侧数起的 第i个表面和第（i+Ι)个表面之间的轴上表面间距。" ni"表示玻璃材料或者具有物体侧第 i个表面的材料的d-线（具有587.enm的波长）的折射率。"vi"表示相对于玻璃材料或 者具有物体侧第i个表面的材料的d-线的色散系数。与曲率半径相关的表示相关的 表面为平表面。非球面表面列中的"ASP表示相关的表面具有非球面形状。"f"表示透镜的 总焦距。"Fno"表示开放光圈数。"ω"表示半视角。
[0080] 各实施例中所使用的一些透镜具有非球面的透镜表面，如以上所描述的。由以下 的表达式定义所述非球面表面，其中，"X"为沿光轴距透镜表面的顶点的距离（凹陷量）， "y"为垂直于光轴的方向的高度，"c"为透镜顶点处的近轴曲率，" κ "为圆锥曲线常数。 [0081 ] X = y2c2/(l+(l-(l+K )y2c2)1/2)+A4y4+A6y 6+A8y8+A10y10
[0082] 应该注意的是，A4、A6、A8、以及A10分别为第四阶、第六阶、第八阶、以及第十阶的 非球面表面系数。
[0083] [1.第一实施例]
[0084] [透镜配置]
[0085] 图1说明了本技术第一实施例的微距镜头的一个透镜配置。在图1中，部分（a)描 述了在无穷远物体距离处的位置处于焦点的状态下的一个透镜排列，部分（b)描述了其中中 距离处允许拍摄倍率为0. 5的位置处于焦点的状态下的一个透镜排列，以及部分（C)描述了 在最短拍摄距离处允许拍摄倍率为相等倍率的位置处于焦点的状态下的一个透镜排列。
[0086] 第一实施例的这一微距镜头包括从物体侧依次排列的第一透镜组GR1、第二透镜 组GR2、第三透镜组GR3、第四透镜组GR4、以及第五透镜组GR5。第一透镜组GR1具有正折 射率。第二透镜组GR2具有负折射率并且用作第一聚焦透镜组。第三透镜组GR3具有正折 射率并且用作图像模糊校正透镜组。第四透镜组GR4具有正折射率并且用作第二聚焦透镜 组。第五透镜组GR5具有负折射率。在执行从无穷远处物体到近距离处物体的聚焦操作时， 第一聚焦透镜组朝图像侧行进，第二聚焦透镜组朝物体侧行进。
[0087] 把第一透镜组GR1配置为由4个透镜构成，所述4个透镜为正透镜L11、由正透镜 L12和负透镜L13配置的胶合透镜、以及正透镜L14。允许第一透镜组GR1具有这样的配 置，可以在从无穷远到近距离聚焦的整个范围内有效地校正非球面像差、间歇像差、以及色 像差。
[0088] 把第二透镜组GR2配置为由负透镜L21、以及一个由负透镜L22和正透镜L23配置 的胶合透镜构成。允许第二透镜组GR2具有这样的配置，可以校正因聚焦操作所导致的场 曲率和放大色像差的变化。
[0089] 把第三透镜组GR3配置为由一个具有非球面表面的正透镜L31构成。允许第三透 镜组GR3中的至少一个表面为非球面，可以明显把图像模糊校正时光性能的变化抑制为很 小的量。
[0090] 把第四透镜组GR4配置为由一个具有非球面表面的正透镜L41构成。允许第四透镜 组GR4中的至少一个表面为非球面，可以抑制执行聚焦操作时球面像差和场曲率的变化。
[0091] 把第五透镜组GR5配置为由4个透镜构成，所述4个透镜为由正透镜L51和负透 镜L52配置的负胶合透镜、负透镜L53以及正透镜L54。允许第五透镜组GR5整体具有负折 射率，可以提高远摄比、并且允许缩短微距镜头的总长度。
[0092] 应该注意的是,在第三透镜组GR3和第四透镜组GR4之间排列了 一个光圈光阑 ST0。另外，在第五透镜组GR5和图像平面IMG之间排列了一个滤光器SG。
[0093][微距镜头的规格]
[0094] 表1描述了数值实例1的透镜数据，具体数值应用于第一实施例的微距镜头。
[0095] [表 1]
[0096]
【权利要求】
2·根据权利要求1所述的微距镜头，其中，满足下列条件表达式（a)， 条件表达式（a) :55<AF2<100 其中，AF2为配置第二聚焦透镜组的正透镜的色散系数。
3.根据权利要求1所述的微距镜头，其中，满足下列条件表达式（b)， 条件表达式（b) :2. 0<GF2〈4. 5 其中，GF2为配置第二聚焦透镜组的正透镜的比重。
4·根据权利要求1所述的微距镜头，还包含图像模糊校正透镜组，布置在第一聚焦透 镜组和第二聚焦透镜组之间，图像模糊校正透镜组配置为能够沿垂直于光轴的方向移动， 从而当光学系统晃动时校正图像模糊。
5.根据权利要求4所述的微距镜头，其中，满足下列条件表达式（c)， 条件表达式（c) :1.0<F3/F〈3. 0 F3为图像模糊校正透镜组的焦距，以及 F为在无穷远处物体处于焦点的状态下微距镜头的总焦距。
6·根据权利要求4所述的微距镜头，其中，图像模糊校正透镜组包括一个正透镜。
7. 根据权利要求6所述的微距镜头，其中，图像模糊校正透镜组仅配置有一个正透镜。
8. 根据权利要求6所述的微距镜头，其中，满足下列条件表达式（d)， 条件表达式（b) :55〈AF3〈100 其中，AF3为图像模糊校正透镜组中的所述一个正透镜的色散系数。
9. 一种微距镜头，包含： 具有正折射率的第一透镜组； 具有负折射率并且用作第一聚焦透镜组的第二透镜组； 具有正折射率的第三透镜组； 具有正折射率并且用作第二聚焦透镜组的第四透镜组；以及 具有折射率并且排列在图像侧的第五透镜组， 第一到第五透镜组沿着光轴按照从物体侧开始的顺序排列； 在执行从无穷远处物体到在近距离处物体的聚焦操作时，图像平面与第一透镜组、第 三透镜组、以及第五透镜组中每一个之间在光轴上的距离为常数，第二透镜组可以向图像 侧行进，第四透镜组以与第二透镜组的行进量不同的行进量行进， 第四透镜组仅配置有一个正透镜。
10. 根据权利要求9所述的微距镜头，其中，第五透镜组整体具有负折射率。 II. 根据权利要求9所述的微距镜头，其中，第五透镜组包括两个负透镜和一个正透 镜。
12.根据权利要求9所述的微距镜头，其中，满足下列条件表达式（e)， 条件表达式（e) :1. 0<β 5〈1. 8 其中，β 5为第五透镜组的横向放大率。 I3·根据权利要求9所述的微距镜头，其中，满足下列条件表达式（f)， 条件表达式（f) :0. 4<F1/F<0. 8 其中，F1为第一透镜组的焦距，以及 F为在无穷远处物体处于焦点的状态下微距镜头的总焦距。
14. 根据权利要求9所述的微距镜头，其中，满足下列条件表达式（g)， 条件表达式（g) :0.3<|F2|/F<0. 6 其中，F2为第二透镜组的焦距，以及 F为在无穷远处物体处于焦点的状态下微距镜头的总焦距。
15. -种微距镜头，包含： 具有正折射率的第一透镜组； 具有负折射率并且用作第一聚焦透镜组的第二透镜组； 具有正折射率并且用作第二聚焦透镜组的第三透镜组；以及 具有折射率并且排列在图像侧的第四透镜组， 第一到第四透镜组沿着光轴按照从物体侧开始的顺序排列， 其中，在执行从无穷远处物体到在近距离处物体的聚焦操作时，图像平面与第一透镜 组和第四透镜组中每一个之间光轴上的距离为常数，第二透镜组朝图像侧行进，第二诱镱 组以与第二透镜组的行进量不同的行进量行进，以及 ~ 第三透镜组仅配置有一个正透镜。
16·根据权利要求15所述的微距镜头，其中，第四透镜组整体具有负折射率。
17·根据权利要求15所述的微距镜头，其中，第四透镜组包括两个负透镜和一个正透 镜。
18.根据权利要求15所述的微距镜头，其中，满足下列条件表达式（h)， 条件表达式（h) :1·0〈β4<1·8 其中，β 4为第四透镜组的横向放大率。
19·根据权利要求I5所述的微距镜头，其中，满足下列条件表达式⑴， 条件表达式（i) :0· 4<F1/F<0. 8 其中，F1为第一透镜组的焦距，以及 F为在无穷远处物体处于焦点的状态下微距镜头的总焦距。
20. 根据权利要求15所述的微距镜头，其中，满足下列条件表达式（j)， 条件表达式（j) :0.3<|F2|/F<0. 6 其中，F2为第二透镜组的焦距，以及 F为在无穷远处物体处于焦点的状态下微距镜头的总焦距。
21. -种具有微距镜头和成像设备的成像单元，所述成像设备把微距镜头所形成的光 图像转换为电信号，所述微距镜头包含： 具有负折射率的第一聚焦透镜组；以及 第二聚焦透镜组，布置成比第一聚焦透镜组布置得更靠近图像侧并且具有正折射率， 其中，在执行从无穷远处物体到近距离处物体的聚焦操作时，第一聚焦透镜组向图像 侧行进，第二聚焦透镜组以与第一聚焦透镜组的行进量不同的行进量行进，以及 第二聚焦透镜组仅配置有一个正透镜。
【文档编号】G02B13/24GK104142567SQ201410181186
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年4月30日 优先权日:2013年5月9日
【发明者】松井拓未 申请人:索尼公司
【专利摘要】本发明涉及一种微距镜头，包括：具有负折射率的第一聚焦透镜组、以及比排列第一聚焦透镜组更靠近图像侧排列的并且具有正折射率的第二聚焦透镜组。在执行从无穷远处物体到近距离处物体的聚焦操作时，第一聚焦透镜组朝图像侧行进，第二聚焦透镜组以与第一聚焦透镜组的行进量不同的行进量行进。把第二聚焦透镜组配置为仅由一个正透镜构成。
【专利说明】微距镜头与成像单元
【技术领域】
[0001] 本技术涉及一种能够执行近距离拍摄的所谓微距镜头的光学系统，其可为一种 能够以相等的拍摄倍率拍摄从无穷远处物体到近距离处物体并且具有高成像特性。具体 地讲，本技术涉及一种用于诸如静态照相机、视频录放机、以及数字照相机的装置的微距镜 头、并且涉及一种使用这样的微距 （macro)镜头的成像单元。
【背景技术】
[0002] 最近几年，能够通过一个成像单元既拍摄静态图像也拍摄移动图像的成像单元已 广泛流行，特别是在使用数字照相机进行拍摄时。对于这样的成像单元中所使用的用于拍 摄的透镜，人们不仅希望其在拍摄静止图像时具有较高的聚焦操作速度，而且也希望其在 拍摄移动图像时具有较高的聚焦操作速度，因为几乎从始至终都要记录图像，甚至是在拍 摄移动图像时的聚焦操作期间。特别是，具有对比度检测类型的自动聚焦机制的成像单元 己广泛得以使用。因此，在这样的成像单元中所使用的用于拍摄的透镜中，提供了一种所谓 摆动（wobbling)透镜组的透镜组，其沿光轴微量行进以便根据对比度检测聚焦位置。应该 注意的是，由于聚焦透镜组和摆动透镜组的操作均允许焦点位置沿光轴改变，所以在许多 情况下，一个透镜组具有两种功能，而且不区分聚焦透镜组和摆动透镜组。
[0003]在能够以相等的拍摄倍率执行从无穷远处物体到近距离处物体的聚焦操作的所 谓微距镜f中，在执行聚焦操作时行进的聚焦透镜组的行进量可能偏大。因此，为了实现聚 焦马达的高速聚焦操作，希望能够减轻聚焦透镜组的重量。另外，当聚焦透镜组也用作摆动 透镜组时，还希望具有较高的操作速度。因此，最好能够进一步减轻聚焦透镜组的重量。作 为这样的微距镜头，人们推出一种具有5个透镜组的微距镜头，并且把这5个透镜组中的3 个透镜组用于执行聚焦操作（例如，参见申请号为JP2011-048232的日本未经审查的专利 申请公开）。
【发明内容】
[0004] 在以上所描述的现存技术中，把所述5个透镜组中的3个透镜组用于执行聚焦操 作。然而，由于把用于执行聚焦操作的每一个透镜组配置为由多个透镜构成，所以难以减轻 重量。因此，这样的配置不适合高速聚焦操作和摆动操作。
[0005] 人们希望提供一种能够以几乎相等的拍摄倍率执行从无穷远处物体到近距离处 物体的髙速聚焦操作，并且能够执行高速摆动操作，而且还具有良好成像特性的微距镜头。 人们还希望提供一种使用所述微距镜头的成像单元。
[0006] 根据本公开专利的一个实施例，提供了一种微距镜头，包括：具有负折射率的第一 聚焦透镜组；以及第二聚焦透镜组，布置成比第一聚焦透镜组布置得更靠近图像侧并且具 有正折射率。在执行从无穷远处物体到近距离处物体的聚焦操作时，第一聚焦透镜组向图 像侧行进，第二聚焦透镜组以与第一聚焦透镜组的行进量不同的行进量行进。第二聚焦透 镜组仅配置有一个正透镜。这起到了减轻微距镜头中聚焦透镜组重量的作用。
[0007] 根据本公开专利的一个实施例，提供了一种微距镜头，包括：具有正折射率的第一 透镜组；具有负折射率并且用作第一聚焦透镜组的第二透镜组；具有正折射率的第三透镜 组；具有正折射率并且用作第二聚焦透镜组的第四透镜组；以及具有折射率并且排列在图 像侧的第五透镜组。第一到第五透镜组沿着光轴按照从物体侧开始的顺序排列。在执行从 无穷远处物体到在近距离处物体的聚焦操作时，图像平面与第一透镜组、第三透镜组、以及 第五透镜组中每一个之间在光轴上的距离为常数，第二透镜组可以向图像侧行进，第四透 镜组以与第二透镜组的行进量不同的行进量行进。第四透镜组仅配置有一个正透镜。这起 到了减轻微距镜头中用作聚焦透镜组的第四透镜组的重量的作用。
[0008] 根据本公开专利的一个实施例，提供了一种微距镜头，包括：具有正折射率的第一 透镜组；具有负折射率并且用作第一聚焦透镜组的第二透镜组；具有正折射率并且用作第 二聚焦透镜组的第三透镜组；以及具有折射率并且排列在图像侧的第四透镜组。第一到第 四透镜组沿着光轴按照从物体侧开始的顺序排列。在执行从无穷远处物体到在近距离处 物体的聚焦操作时，图像平面与第一透镜组和第四透镜组中每一个之间光轴上的距离为常 数，第二透镜组朝图像侧行进，第三透镜组以与第二透镜组的行进量不同的行进量行进。第 三透镜组仅配置有一个正透镜。这起到了减轻微距镜头中用作聚焦透镜组的第三透镜组的 重量的作用。
[0009] 根据本公开专利的一个实施例，提供了一种具有微距镜头和成像设备的成像单 元，所述成像设备把微距镜头所形成的光图像转换为电信号。所述微距镜头包含：具有负折 射率的第一聚焦透镜组；以及第二聚焦透镜组，布置成比第一聚焦透镜组布置得更靠近图 像侧并且具有正折射率。在执行从无穷远处物体到近距离处物体的聚焦操作时，第一聚焦 透镜组向图像侧行进，第二聚焦透镜组以与第一聚焦透镜组的行进量不同的行进量行进。 第二聚焦透镜组仅配置有一个正透镜。这起到了减轻应用于成像单元的微距镜头中聚焦透 镜组重量的作用。
[0010] 根据以上所描述的本技术的实施例，能够达到如下良好效果：提供了一种能够以 几乎相等的拍摄倍率执行从无穷远处物体到近距离处物体的高速聚焦操作和高速摆动操 作、并且具有良好成像特性的微距镜头，而且还提供了一种使用所述微距镜头的成像单元。
[0011] 应该意识到，以上的一般性描述和以下的详细描述均为示范性的，并且将会按权 利要求提供对本技术的进一步的解释。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 附图的包括旨在提供对本公开专利的进一步的理解，将它们并入本说明书中，构 成本说明书的一部分。所述【专利附图】
【附图说明】了各实施例，并且与本说明书一起用于解释本技术的 原理。
[0013] 图1说明了本技术第一实施例的微距镜头的一个透镜配置。
[0014] 图2A-2C为说明了在无穷远物体距离处的位置处于焦点的状态下本技术第一实 施例的微距镜头的各种像差图。
[0015] 图3A-3C为说明了在中距离处的位置处于允许拍摄倍率为0. 5的焦点的状态下本 技术第一实施例的微距镜头的各种像差图。
[0016] 图4A-4C为说明了在最短拍摄距离处的位置处于允许拍摄倍率为相等倍率焦点 的状态下本技术第一实施例的微距镜头的各种像差图。
[0017]图5说明了本技术第二实施例的微距镜头的一个透镜配置。
[0018] 图6A-6C为说明了在无穷远物体距离处的位置处于焦点的状态下本技术第二实 施例的微距镜头的各种像差图。
[0019] 图7A-7C为说明了在中距离处的位置处于允许拍摄倍率为0. 5焦点的状态下本技 术第二实施例的微距镜头的各种像差图。
[0020] 图8A-8C为说明了在最短拍摄距离处的位置处于允许拍摄倍率为相等倍率焦点 的状态下本技术第二实施例的微距镜头的各种像差图。
[0021] 图9说明了本技术第三实施例的微距镜头的一个透镜配置。
[0022] 图10A-10C为说明了在无穷远物体距离处的位置处于焦点的状态下本技术第三 实施例的微距镜头的各种像差图。
[0023] 图11A-11C为说明了在中距离处的位置处于允许拍摄倍率为0· 5焦点的状态下本 技术第三实施例的微距镜头的各种像差图。
[0024] 图12A-12C为说明了在最短拍摄距离处的位置处于允许拍摄倍率为相等倍率焦 点的状态下本技术第三实施例的微距镜头的各种像差图。
[0025] 图13说明了本技术第四实施例的微距镜头的一个透镜配置。
[0026] 图14A-14C为说明了在无穷远物体距离处的位置处于焦点的状态下本技术第四 实施例的微距镜头的各种像差图。
[0027] 图15A-15C为说明了在中距离处的位置处于允许拍摄倍率为0. 5焦点的状态下本 技术第四实施例的微距镜头的各种像差图。
[0028] 图16A-16C为说明了在最短拍摄距离处的位置处于允许拍摄倍率为相等倍率焦 点的状态下本技术第四实施例的微距镜头的各种像差图。
[0029] 图17说明了本技术第五实施例的微距镜头的一个透镜配置。
[0030] 图18A-18C为说明了在无穷远物体距离处的位置处于焦点的状态下本技术第五 实施例的微距镜头的各种像差图。
[0031] 图19A?19C为说明了在中距离处的位置处于允许拍摄倍率为〇· 5焦点的状态下 本技术第五实施例的微距镜头的各种像差图。
[0032] 图20A-20C为说明了在最短拍摄距离处位置处于允许拍摄倍率为相等倍率的焦 点的状态下本技术第五实施例的微距镜头的各种像差图。
[0033] 图21说明了一个其中把本技术第一到第五实施例任何之一的微距镜头应用于成 像单元100的实例。
【具体实施方式】
[0034] 以下，将描述用于实现本技术的一些实施例（以下，称为"实施例"）。
[0035] 根据本技术一个实施例的微距镜头包括具有负折射率的第一聚焦透镜组、以及比 排列第一聚焦透镜组更靠近图像侧排列的并且具有正折射率的第二聚焦透镜组。另外，把 第二聚焦透镜组配置为仅有一个正透镜。
[0036] 比排列第一聚焦透镜组更靠近物体侧地提供第一透镜组。把具有正折射率的第三 透镜组提供在第一聚焦透镜组和第二聚焦透镜组之间。在这一情况下，第一聚焦透镜组为 第二透镜组，第二聚焦透镜组为第四透镜组。把正或者负第五透镜组提供在第二聚焦透镜 组的图像侧。
[0037] 实现了这样一种所谓的内部聚焦类型：其中，在执行从无穷远处物体到近距离处 物体的聚焦操作时，第一聚焦透镜组朝图像侧行进，第二聚焦透镜组朝物体侧行进，而除聚 焦透镜组之外的其它透镜组具有相对图像平面的固定的位置。采用所述内部聚焦类型，聚 焦透镜组的重量可以变得相对轻，并且变得适合于用于驱动的电能的减小以及噪音的降 低。另外，采用所述内部聚焦类型，聚焦透镜组的行进量可以变得相对短。因此，允许从无 穷远处物体到近距离处物体的聚焦操作的速度更高。而且，通过配置一个正透镜的第二聚 焦透镜组，进一步减轻了重量。于是，实现了在执行自动聚焦操作时的高速摆动，并且允许 更高的聚焦操作速度。
[0038] 另外，根据本技术一个实施例的微距镜头还可以满足以下的条件表达式（a)。
[0039] 条件表达式（a) :55<AF2<100
[0040] AF2为配置第二聚焦透镜组的正透镜的色散系数。条件表达式（a)在一个适当的 范围内定义了配置第二聚焦透镜组的正透镜的色散系数。如果AF2的值小于条件表达式 (a)中的下限，并且导致高色散，则在对近距离处物体执行聚焦操作时，色像差的变化量变 大，这是所不希望的。具有大于条件表达式（a)中的上限的AF2的值的材料为超低色散材 料，因此极其昂贵，这是不可取的。
[0041] 而且，为了进一步达到以上所描述的效果，最好能够满足以下的条件表达式 (a')。
[0042] 条件表达式（a' ) :60〈AF2<96
[0043] 根据本技术一个实施例的微距镜头可以满足以下的条件表达式（b)。
[0044] 条件表达式（a) :2. 0<GF2〈4. 5
[0045] GF2为配置第二聚焦透镜组的正透镜的比重。条件表达式（b)将配置第二聚焦透 镜组的正透镜的材料的比重限定在一个适当的范围内。如果GF2的值小于条件表达式（b) 中的下限，并且比重变小，则难使用玻璃材料，并因此难以以选择除具有相对大色散的树脂 材料之外的材料，树脂材料不是优选。另一方面，如果GF 2的值小于条件表达式（b)中的上 限，并且比重变大，则第二聚焦透镜组的重量增加并且难以实现驱动时的能耗降低、降低噪 音、或者提高速度。
[0046]另外，为了进一步达到以上所描述的效果，最好能够满足以下的条件表达式 (V )。
[0047]条件表达式（b，）：2. 0〈GF2<4. 0
[0048]而且，根据本技术一个实施例的微距镜头还可以在第一聚焦透镜组和第二聚焦透 镜组之间包括一个图像模糊校正透镜组。允许图像模糊校正透镜组沿垂直于光轴的方向移 动，并且当晃动光学系统时校正图像模糊。当把图像模糊校正透镜组排列在第一和第二聚 焦透镜组之间时，在图像模糊校正透镜沿纵方向移动时，能够增加图像平面上图像纵方向 的移动量的比率，即图像模糊校正敏感度。因此，能够校正具有小移动量的图像模糊。于是， 实现了紧致的尺寸，并且允许把图像模糊校正时的像差变化抑制为一个很小的量。
[0049]另外，根据本技术一个实施例的微距镜头还可以满足以下的条件表达式（c)。
[0050]条件表达式（c) : 1. 〇<F3/F<3. 〇
[0051] F3为图像模糊校正透镜组的焦距，F为在无穷远处物体处于焦点的状态下微距镜 头的总焦距。条件表达式（c)在一个适当的范围内定义了第三透镜组的焦距。如果^作的 值小于条件表达式（c)中的下限，并且第三透镜组的焦距变小，则第三透镜组的折射率变 得极强，于是，像差增大，这是不可取的。另一方面，如果F3/F的值大于条件表达式（ c)中 的上限，并且第三透镜组的焦距变大，则第三透镜组的折射率变得极弱。于是，图像模糊校 正时纵方向的移动量变得极大，并且劣化了图像模糊校正时的光性能。
[0052]而且，为了进一步达到以上所描述的效果，最好能够满足以下的条件表达式 (V )。
[0053]条件表达式（c' ) :1. 3<F3/F<2. 5
[0054] 根据本技术一个实施例的微距镜头可以包括一个作为图像模糊校正透镜组的正 透镜。具体地讲，可以把图像模糊校正透镜组配置为仅由一个正透镜构成。允许把图像模 糊校正透镜组配置为由一个正透镜构成，可以减轻图像模糊校正透镜组的重量，因此，减少 了驱动时的能耗。
[0055] 另外，根据本技术实施例的微距镜头还可以满足以下的条件表达式（d)。
[0056] 条件表达式（d) :55〈AF3<100
[0057] AF3为配置图像模糊校正透镜组的一个正透镜的色散系数。条件表达式（d)在一 个适当的范围内定义了配置图像模糊校正透镜组的所述一个正透镜的色散系数。如果AF3 的值小于条件表达式（d)中的下限，并且导致高色散，则在对近距离处物体的图像模糊校 正时，色像差的变化量变大，这可能是所不希望的。具有大于条件表达式（d)中的上限的色 散系数的材料为超低色散材料，因此极其昂贵，这可能是不可取的。
[0058] 根据本技术一个实施例的另一个微距镜头可以包括：具有正折射率的第一透镜 组、具有负折射率并且用作第一聚焦透镜组的第二透镜组、具有正折射率的第三透镜组、具 有正折射率并且用作第二聚焦透镜组的第四透镜组、以及具有折射率并且排列在图像侧的 第五透镜组。沿光轴从物体侧依次排列第一到第五透镜组。在执行从无穷远处物体到近距 离处物体的聚焦操作时，图像平面与第一透镜组、第三透镜组、以及第五透镜组中每一个透 镜组之间光轴上的距离为常数，第二透镜组可以朝图像侧行进，第四透镜组能够以与第二 透镜组的行进量不同的行进量行进。可以把第四透镜组配置为仅由一个正透镜构成。采用 这样的配置，通过允许第二透镜组在光轴上行进，通过改变最靠近物体侧第一透镜组所形 成的图像的倍率，执行聚焦操作。另外，第三?第五透镜组还允许把第二透镜组改变其倍率 的图像形成在图像平面上。允许第四透镜组在光轴上行进，可以容忍聚焦操作期间的倍率 变化，并且能够校正像差的变化。
[0059]而且，在这一微距镜头中，整体上，第五透镜组可以具有负折射率。允许第五透镜 组具有负折射率，可以缩短光学系统的总长度，并且减小了执行聚焦操作时所需的第一和 第二聚焦透镜组朝近距离处物体行进的行进量。
[0060] 另外，第五透镜组可以具有2个负透镜和1个正透镜。允许第五透镜组具有2个 负透镜和1个正透镜,可以抑制第五透镜组中放大色像差、失真、以及场曲率的出现。
[0061] 这一微距镜头可以满足以下的条件表达式（e)。
[0062] 条件表达式（e) : 1. 0< β 5< 1. 8
[0063] β 5为第五透镜组的横向放大率。条件表达式（e)适当地定义了第五透镜组的横 向放大率的范围。如果β 5的值小于条件表达式（e)中的下限，并且横向放大率变小，则第 一?第四透镜组的总焦距增长，从而导致光学系统尺寸的增加。如果β 5的值大于条件表 达式（e)中的上限,并且横向放大率变大，则扩展像差的第五透镜组的效果增强，因此，像 差的校正变得困难。
[0064] 这一微距镜头可以满足以下的条件表达式（f)。
[0065]条件表达式（f) :0· 4<F/F1<0. 8
[0066] F1为第一透镜组的焦距，F为在无穷远处物体处于焦点的状态下微距镜头的总焦 距。条件表达式（f)在适当的范围内定义了第一透镜组的焦距。如果F/F1的值小于条件 表达式（f)中的下限，并且第一透镜组的折射率变得极强，则球面像差和间歇像差增大，这 是不可取的。如果F/F1的值大于条件表达式（f)中的上限，则第一透镜组的折射率变得极 弱，因此，光学系统的尺寸的减小变得困难，这是不可取的。
[0067] 这一微距镜头可以满足以下的条件表达式（g)。
[0068]条件表达式（g) :0. 3< | F2 | /F<0. 6
[0069] F2为第二透镜组的焦距，F为在无穷远处物体处于焦点的状态下微距镜头的总焦 距。条件表达式（g)在适当的范围内定义了第二透镜组的焦距。如果|F2|/F1的值小于条 件表达式（g)中的下限，并且第二透镜组的折射率变得极强，则因聚焦操作所导致的场曲 率的变化增大，这是不可取的。如果|F 2|/F的值大于条件表达式（g)中的上限，则第二透 镜组的折射率变得极弱，因此，光学系统的尺寸的减小变得困难，这是不可取的。
[0070]根据本技术一个实施例的另一个微距镜头可以包括：具有正折射率的第一透镜 组、具有负折射率并且用作第一聚焦透镜组的第二透镜组、具有正折射率并且用作第二聚 焦透镜组的第三透镜组、以及具有负折射率并且排列在图像侧的第四透镜组。沿光轴依次 排列第一?第四透镜组。在执行从无穷远处物体到近距离处物体的聚焦操作时，图像平面 与第一透镜组和第四透镜组中每一个透镜组之间光轴上的距离为常数，第二透镜组可以朝 图像侧行进，第三透镜组能够以与第二透镜组的行进量不同的行进量行进。可以把第三透 ^组配置为仅有一个正透镜。这一配置相应于通过从以上所描述的其它微距镜头中去除第 三透镜组所获得的配置。因此，相应的透镜组仅具有相似的特征。
[0071]根据本技术一个实施例的成像单元包括以上所描述的微距镜头以及把微距镜头 所形成的光图像转换为电信号的成像设备。
[0072]以下，将描述本技术的以上所描述的实施例的数值实例。将按下列次序进行描述。 [0073] 1.第一实施例（数值实例1)
[0074] 2_第二实施例（数值实例2)
[0075] 3.第三实施例（数值实例3)
[0076] 4.第四实施例（数值实例4)
[0077] 5.第一实施例（数值实例5)
[0078] 6.应用实例（成像单元）
[0079]各表以及以下描述中的符号等表示如下。"si"表示从物体侧数起的第i个表面的 表面编号。"ri"表示从物体侧数起的第i个表面的曲率半径。"di"表示从物体侧数起的 第i个表面和第（i+Ι)个表面之间的轴上表面间距。" ni"表示玻璃材料或者具有物体侧第 i个表面的材料的d-线（具有587.enm的波长）的折射率。"vi"表示相对于玻璃材料或 者具有物体侧第i个表面的材料的d-线的色散系数。与曲率半径相关的表示相关的 表面为平表面。非球面表面列中的"ASP表示相关的表面具有非球面形状。"f"表示透镜的 总焦距。"Fno"表示开放光圈数。"ω"表示半视角。
[0080] 各实施例中所使用的一些透镜具有非球面的透镜表面，如以上所描述的。由以下 的表达式定义所述非球面表面，其中，"X"为沿光轴距透镜表面的顶点的距离（凹陷量）， "y"为垂直于光轴的方向的高度，"c"为透镜顶点处的近轴曲率，" κ "为圆锥曲线常数。 [0081 ] X = y2c2/(l+(l-(l+K )y2c2)1/2)+A4y4+A6y 6+A8y8+A10y10
[0082] 应该注意的是，A4、A6、A8、以及A10分别为第四阶、第六阶、第八阶、以及第十阶的 非球面表面系数。
[0083] [1.第一实施例]
[0084] [透镜配置]
[0085] 图1说明了本技术第一实施例的微距镜头的一个透镜配置。在图1中，部分（a)描 述了在无穷远物体距离处的位置处于焦点的状态下的一个透镜排列，部分（b)描述了其中中 距离处允许拍摄倍率为0. 5的位置处于焦点的状态下的一个透镜排列，以及部分（C)描述了 在最短拍摄距离处允许拍摄倍率为相等倍率的位置处于焦点的状态下的一个透镜排列。
[0086] 第一实施例的这一微距镜头包括从物体侧依次排列的第一透镜组GR1、第二透镜 组GR2、第三透镜组GR3、第四透镜组GR4、以及第五透镜组GR5。第一透镜组GR1具有正折 射率。第二透镜组GR2具有负折射率并且用作第一聚焦透镜组。第三透镜组GR3具有正折 射率并且用作图像模糊校正透镜组。第四透镜组GR4具有正折射率并且用作第二聚焦透镜 组。第五透镜组GR5具有负折射率。在执行从无穷远处物体到近距离处物体的聚焦操作时， 第一聚焦透镜组朝图像侧行进，第二聚焦透镜组朝物体侧行进。
[0087] 把第一透镜组GR1配置为由4个透镜构成，所述4个透镜为正透镜L11、由正透镜 L12和负透镜L13配置的胶合透镜、以及正透镜L14。允许第一透镜组GR1具有这样的配 置，可以在从无穷远到近距离聚焦的整个范围内有效地校正非球面像差、间歇像差、以及色 像差。
[0088] 把第二透镜组GR2配置为由负透镜L21、以及一个由负透镜L22和正透镜L23配置 的胶合透镜构成。允许第二透镜组GR2具有这样的配置，可以校正因聚焦操作所导致的场 曲率和放大色像差的变化。
[0089] 把第三透镜组GR3配置为由一个具有非球面表面的正透镜L31构成。允许第三透 镜组GR3中的至少一个表面为非球面，可以明显把图像模糊校正时光性能的变化抑制为很 小的量。
[0090] 把第四透镜组GR4配置为由一个具有非球面表面的正透镜L41构成。允许第四透镜 组GR4中的至少一个表面为非球面，可以抑制执行聚焦操作时球面像差和场曲率的变化。
[0091] 把第五透镜组GR5配置为由4个透镜构成，所述4个透镜为由正透镜L51和负透 镜L52配置的负胶合透镜、负透镜L53以及正透镜L54。允许第五透镜组GR5整体具有负折 射率，可以提高远摄比、并且允许缩短微距镜头的总长度。
[0092] 应该注意的是,在第三透镜组GR3和第四透镜组GR4之间排列了 一个光圈光阑 ST0。另外，在第五透镜组GR5和图像平面IMG之间排列了一个滤光器SG。
[0093][微距镜头的规格]
[0094] 表1描述了数值实例1的透镜数据，具体数值应用于第一实施例的微距镜头。
[0095] [表 1]
[0096]
【权利要求】
2·根据权利要求1所述的微距镜头，其中，满足下列条件表达式（a)， 条件表达式（a) :55<AF2<100 其中，AF2为配置第二聚焦透镜组的正透镜的色散系数。
3.根据权利要求1所述的微距镜头，其中，满足下列条件表达式（b)， 条件表达式（b) :2. 0<GF2〈4. 5 其中，GF2为配置第二聚焦透镜组的正透镜的比重。
4·根据权利要求1所述的微距镜头，还包含图像模糊校正透镜组，布置在第一聚焦透 镜组和第二聚焦透镜组之间，图像模糊校正透镜组配置为能够沿垂直于光轴的方向移动， 从而当光学系统晃动时校正图像模糊。
5.根据权利要求4所述的微距镜头，其中，满足下列条件表达式（c)， 条件表达式（c) :1.0<F3/F〈3. 0 F3为图像模糊校正透镜组的焦距，以及 F为在无穷远处物体处于焦点的状态下微距镜头的总焦距。
6·根据权利要求4所述的微距镜头，其中，图像模糊校正透镜组包括一个正透镜。
7. 根据权利要求6所述的微距镜头，其中，图像模糊校正透镜组仅配置有一个正透镜。
8. 根据权利要求6所述的微距镜头，其中，满足下列条件表达式（d)， 条件表达式（b) :55〈AF3〈100 其中，AF3为图像模糊校正透镜组中的所述一个正透镜的色散系数。
9. 一种微距镜头，包含： 具有正折射率的第一透镜组； 具有负折射率并且用作第一聚焦透镜组的第二透镜组； 具有正折射率的第三透镜组； 具有正折射率并且用作第二聚焦透镜组的第四透镜组；以及 具有折射率并且排列在图像侧的第五透镜组， 第一到第五透镜组沿着光轴按照从物体侧开始的顺序排列； 在执行从无穷远处物体到在近距离处物体的聚焦操作时，图像平面与第一透镜组、第 三透镜组、以及第五透镜组中每一个之间在光轴上的距离为常数，第二透镜组可以向图像 侧行进，第四透镜组以与第二透镜组的行进量不同的行进量行进， 第四透镜组仅配置有一个正透镜。
10. 根据权利要求9所述的微距镜头，其中，第五透镜组整体具有负折射率。 II. 根据权利要求9所述的微距镜头，其中，第五透镜组包括两个负透镜和一个正透 镜。
12.根据权利要求9所述的微距镜头，其中，满足下列条件表达式（e)， 条件表达式（e) :1. 0<β 5〈1. 8 其中，β 5为第五透镜组的横向放大率。 I3·根据权利要求9所述的微距镜头，其中，满足下列条件表达式（f)， 条件表达式（f) :0. 4<F1/F<0. 8 其中，F1为第一透镜组的焦距，以及 F为在无穷远处物体处于焦点的状态下微距镜头的总焦距。
14. 根据权利要求9所述的微距镜头，其中，满足下列条件表达式（g)， 条件表达式（g) :0.3<|F2|/F<0. 6 其中，F2为第二透镜组的焦距，以及 F为在无穷远处物体处于焦点的状态下微距镜头的总焦距。
15. -种微距镜头，包含： 具有正折射率的第一透镜组； 具有负折射率并且用作第一聚焦透镜组的第二透镜组； 具有正折射率并且用作第二聚焦透镜组的第三透镜组；以及 具有折射率并且排列在图像侧的第四透镜组， 第一到第四透镜组沿着光轴按照从物体侧开始的顺序排列， 其中，在执行从无穷远处物体到在近距离处物体的聚焦操作时，图像平面与第一透镜 组和第四透镜组中每一个之间光轴上的距离为常数，第二透镜组朝图像侧行进，第二诱镱 组以与第二透镜组的行进量不同的行进量行进，以及 ~ 第三透镜组仅配置有一个正透镜。
16·根据权利要求15所述的微距镜头，其中，第四透镜组整体具有负折射率。
17·根据权利要求15所述的微距镜头，其中，第四透镜组包括两个负透镜和一个正透 镜。
18.根据权利要求15所述的微距镜头，其中，满足下列条件表达式（h)， 条件表达式（h) :1·0〈β4<1·8 其中，β 4为第四透镜组的横向放大率。
19·根据权利要求I5所述的微距镜头，其中，满足下列条件表达式⑴， 条件表达式（i) :0· 4<F1/F<0. 8 其中，F1为第一透镜组的焦距，以及 F为在无穷远处物体处于焦点的状态下微距镜头的总焦距。
20. 根据权利要求15所述的微距镜头，其中，满足下列条件表达式（j)， 条件表达式（j) :0.3<|F2|/F<0. 6 其中，F2为第二透镜组的焦距，以及 F为在无穷远处物体处于焦点的状态下微距镜头的总焦距。
21. -种具有微距镜头和成像设备的成像单元，所述成像设备把微距镜头所形成的光 图像转换为电信号，所述微距镜头包含： 具有负折射率的第一聚焦透镜组；以及 第二聚焦透镜组，布置成比第一聚焦透镜组布置得更靠近图像侧并且具有正折射率， 其中，在执行从无穷远处物体到近距离处物体的聚焦操作时，第一聚焦透镜组向图像 侧行进，第二聚焦透镜组以与第一聚焦透镜组的行进量不同的行进量行进，以及 第二聚焦透镜组仅配置有一个正透镜。
【文档编号】G02B13/24GK104142567SQ201410181186
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年4月30日 优先权日:2013年5月9日
【发明者】松井拓未 申请人:索尼公司
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