专利名称：微距镜头系统和包括该微距镜头系统的拾取装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种镜头系统以及包含该镜头系统的拾取装置，该镜头系统具有大的 孔径并且能够进行特写拍摄。
背景技术：
近来，对单镜头反光照相机的需求显著增加，并且具有图像传感器(例如，电耦合 器件(CXD)或互补金属氧化物半导体(CMOQ)的数码单镜头反光照相机已经比胶片照相机 受到更多的关注。根据用户的需求以及图像传感器的技术发展，数码单镜头反光照相机具 有越来越高的质量，并且已经开发了具有各种功能的透镜。例如，对于可执行对物体的普通 拍摄以及微距拍摄的镜头系统的需求也在增长。
发明内容
多个实施例包括微距镜头系统，该微距镜头系统的整个光学长度在聚焦过程中不 变，因此便于携带。多个实施例还包括包含该微距镜头系统的拾取装置。根据一个实施例，提供了一种微距镜头系统，所述微距镜头系统按照从物方到像 方的顺序包括具有正屈光力的第一透镜组、具有负屈光力的第二透镜组、具有正屈光力的 第三透镜组、具有正屈光力的第四透镜组、包括具有负屈光力的仅仅单个透镜组的第五透 镜组，其中，在聚焦过程中，第一透镜组、第三透镜组和第五透镜组固定，第二透镜组和第四 透镜组移动。第五透镜组可仅包括一个透镜。所述微距镜头系统，可满足下面的式子-1.0<-^-<1.0cf-cr其中，Cf表示第三透镜组最靠近物方的透镜表面的曲率，C,表示第三透镜组最靠 近像方的透镜表面的曲率。第一透镜组可包括至少一个双合透镜。根据另一实施例，提供了一种微距镜头系统，按照从物方到像方的顺序包括具有 正屈光力的第一透镜组；具有负屈光力的第二透镜组，在聚焦过程中第二透镜组从物方向 着像方移动；具有正屈光力的第三透镜组；具有正屈光力的第四透镜组，在聚焦过程中，第 四透镜组从像方向着物方移动；具有负屈光力的第五透镜组，其中，微距镜头系统满足下面 的式子
- 0.9 <<-0.55Joo · Vi + J2>其中，表示第一透镜组的焦距，f2表示第二透镜组的焦距，表示聚焦在无限远 物体处的总焦距。在聚焦过程中，第一透镜组、第三透镜组和第五透镜组可被固定。第三透镜组仅包括一个透镜。第三透镜组可包括光阑。第二透镜组可包括非双凸透镜。第三透镜组最靠近像方的透镜表面可以是凸透镜表面或平面透镜表面。所述的微距镜头系统，可具有范围为0至-1的放大倍率。根据另一实施例，提供了一种拾取装置，包括微距镜头系统和接收由微距镜头系 统会聚的光的成像装置。所述微距镜头系统按照从物方到像方的顺序包括具有正屈光力的 第一透镜组、具有负屈光力的第二透镜组、具有正屈光力的第三透镜组、具有正屈光力的第 四透镜组、具有负屈光力的第五透镜组，其中，在聚焦过程中，第一透镜组、第三透镜组和第 五透镜组固定，第二透镜组和第四透镜组移动。第五透镜组包括单一透镜组。根据另一实施例，提供了一种拾取装置，包括微距镜头系统和接收由微距镜头系 统会聚的光的成像装置。所述微距镜头系统按照从物方到像方的顺序包括具有正屈光力 的第一透镜组；具有负屈光力的第二透镜组，在聚焦过程中第二透镜组从物方向着像方移 动；具有正屈光力的第三透镜组；具有正屈光力的第四透镜组，在聚焦过程中，第四透镜组 从像方向着物方移动；具有负屈光力的第五透镜组，其中，微距镜头系统满足下面的式子-0.9<_<-0.55/ _(/；+/P其中，表示第一透镜组的焦距，f2表示第二透镜组的焦距，表示聚焦在无限远 物体处的总焦距。
通过下面结合附图对示例性实施例的详细描述，本发明的上述和其他特点和优点 将会变得更加清楚，其中图1是示出根据实施例的微距镜头系统的示图，其中，放大倍率M分别满足下述等 式M = 0、M = -0. 5 以及 M = -1. 0 ；图2A是示出图1的微距镜头系统在M = 0. 0时纵向球面像差、像散场曲以及畸变 的曲线图；图2B是示出图1的微距镜头系统在M = -0. 5时纵向球面像差、像散场曲以及畸 变的曲线图；图2C是示出图1的微距镜头系统在M = -1.0时纵向球面像差、像散场曲以及畸 变的曲线图；图3是示出根据另一实施例的微距镜头系统的示图，其中，放大倍率M分别满足下 述等式M = 0、M = -0. 5 以及 M = -LO;图4A是示出图3的微距镜头系统在M = 0. 0时纵向球面像差、像散场曲以及畸变的曲线图；图4B是示出图3的微距镜头系统在M = -0. 5时纵向球面像差、像散场曲以及畸 变的曲线图；图4C是示出图3的微距镜头系统在M = -LO时纵向球面像差、像散场曲以及畸 变的曲线图；图5是示出根据另一实施例的微距镜头系统的示图，其中，放大倍率M分别满足下 述等式M = 0、M = -0. 5 以及 M = -LO;图6A是示出图5的微距镜头系统在M = 0. 0时纵向球面像差、像散场曲以及畸变 的曲线图；图6B是示出图5的微距镜头系统在M = -0. 5时纵向球面像差、像散场曲以及畸 变的曲线图；图6C是示出图5的微距镜头系统在M = -LO时纵向球面像差、像散场曲以及畸 变的曲线图；图7是根据实施例的包括微距镜头系统的拾取装置的示图。
具体实施例方式以下，将更详细地描述根据实施例的镜头系统以及包含该镜头系统的拾取装置。根据实施例，作为为了便于携带而在放大倍率改变的过程中总长度不变的光学系 统的微距镜头系统可以用于照相机以及视频摄像机中。所述微距镜头系统按照从物方的 顺序包括具有正屈光力的第一透镜组、具有负屈光力的第二透镜组、具有正屈光力的第三 透镜组、具有正屈光力的第四透镜组、具有负屈光力的第五透镜组。在该微距镜头系统中， 在聚焦过程中，第一透镜组、第三透镜组以及第五透镜组固定，第二透镜组和第四透镜组移 动，从而不改变镜头系统的总长度。第五透镜组可不包含几个子组，可仅包含单个透镜组， 从而保持镜头系统的总长度。在这种情况下，单个透镜组是指在单个透镜组内没有相互独 立移动的子组。第五透镜组可包含一个透镜。例如，该透镜可以是双凹透镜。参照图1，微距镜头系统包括具有正屈光力的第一透镜组G1、具有负屈光力的第 二透镜组G2、具有正屈光力的第三透镜组G3、具有正屈光力的第四透镜组G4、具有负屈光 力的第五透镜组G5。第一透镜组Gl可包括从由负透镜和正透镜构成的组中选择的至少一 个透镜。此外，第一透镜组Gl可包括由负透镜和正透镜组成的双合透镜。第二透镜组G2 可包括从由负透镜和正透镜组成的组中选择的至少一个透镜。此外，第二透镜组G2可包括 由负透镜和正透镜组成的双合透镜。第三透镜组G3可包括透镜以及位于第三透镜组G3的 物方0或像方I的光阑。第四透镜组G4可包括从由负透镜和正透镜构成的组中选择至少 一个透镜。此外，第四透镜组G4可包括至少一个双合透镜。第五透镜组G5可包括至少一 个透镜。在图1中，第五透镜组G5包括单个透镜，但是也可包括多个透镜。第二透镜组G2具有强的负屈光力，并且可参与放大倍率改变。第三透镜组G3包 括光阑13，并且可校正球面像差。光阑13可布置在第三透镜组G3的物方0或像方I。第 四透镜组G4可校正像平面位置的改变，第五透镜组G5可校正像散场曲以及畸变。虽然已 经描述了各个透镜组的主要功能，但是各个透镜组的功能不限于此。当在光阑13周围没有透镜组时，在无限远物距的情况下会难以校正球面像差。此外，由于第二透镜组G2具有负屈光力，透射通过第二透镜组G2的大部分光会发散，因此，与 光阑13相邻设置的第四透镜组G4的尺寸将变得更大。结果，第四透镜组G4的重量会增加。 然而，第四透镜组G4可在聚焦过程中移动，因此，第四透镜组G4的重量可能越轻越好。因 此，在本实施例中，具有正屈光力的第三透镜组G3紧邻第二透镜组G2，从而可减小第四透 镜组G4的孔径，使得第四透镜组G4的重量可减小。此外，当对无限远处的物体聚集时，由 于第二透镜组G2的强的负屈光力，轴向边光会(axial marginal rays)被准直或发散。然 后，由于第三透镜组G3的正屈光力，光线会被再次会聚。为了有效地校正关于这些光线的 球面像差，第三透镜组G3的最靠近物方0的透镜表面可以为凸出表面。同时，第三透镜组G3的最靠近像方I的透镜表面可以为凸出表面。该透镜表面仅 仅稍微凸出，因此看起来像平面。例如，由于聚焦在无限远物体处时第一透镜组Gl和第二 透镜组G2的组合焦距大，所以当通过第三透镜组G3的轴向边光平行于光轴时，第三透镜组 G3的最靠近像方I的透镜表面具有大的曲率。因此，第三透镜组G3的近似平面的凸出表面 适合用于校正球面像差。在实施例中，当透射通过第三透镜组G3的光线通过第三透镜组G3的正屈光力而 会聚时，第三透镜组G3的最靠近像方I的透镜表面可包括凸出表面。在这种情况下，在第 三透镜组G3中可进行球面像差的附加校正。通过透镜形状进行的球面像差校正可以通过 单个透镜中的球面像差校正的原理来解释。此外，当校正球面像差时，也可校正彗形像差。用于球面像差校正的第三透镜组G3的透镜的形状可满足由式1表示的下述条 件-1.0<^-<1.0 .................. (1)Cf — Cr其中，Cf表示第三透镜组G3的最靠近物方0的透镜表面的曲率，Cr表示第三透镜 组G3的最靠近像方I的透镜表面的曲率。对于单个透镜，用于像差校正的透镜的形状的条件被称为形状因子(参考 P. Mouroulis and J. Macdonald, Geometrical Optics and Optics Design(Oxford Univ. Press, 1997)，Chap. 9)。例如，当透镜的形状因子为_1或+1时，透镜变现为平凸透镜。当 形状因子为+1时，其变现为最靠近物方0的表面为凸出表面的平凸透镜。当透镜的形状因 子为-1，所述透镜变现为其最靠近像方I的表面为凸出表面的平凸透镜。第三透镜组G3可包括透镜，所述第三透镜组G3的透镜可以是平凸透镜或双凸透^Mi ο微距镜头系统可满足由下面式2表示的条件，以校正第三透镜组G3的球面像差-0.9< f^ <-0.55 ....................(2)L· · Vi + h)其中，&表示第一透镜组Gl的焦距，&表示第二透镜组G2的焦距，表示聚焦在 无限远物体上时的总焦距。用于球面像差校正的第三透镜组G3的焦距范围依赖于第一透镜组Gl和第二透镜 组G2的组合焦距。这是因为球面像差依赖于由第一透镜组Gl和第二透镜组G2确定的放 大倍率因子。第一透镜组Gl和第二透镜组G2的组合焦距由下面的式3表示
权利要求
1.一种微距镜头系统，按照从物方到像方的顺序包括 具有正屈光力的第一透镜组；具有负屈光力的第二透镜组； 具有正屈光力的第三透镜组； 具有正屈光力的第四透镜组； 包括具有负屈光力的单个透镜组的第五透镜组，其中，在聚焦过程中，第一透镜组、第三透镜组和第五透镜组固定，第二透镜组和第四 透镜组移动。
2.如权利要求1所述的微距镜头系统，其中，第五透镜组仅包括一个透镜。
3.如权利要求1所述的微距镜头系统，满足下面的式子 cf-cr其中，Cf表示第三透镜组的最靠近物方的透镜表面的曲率，C,表示第三透镜组的最靠 近像方的透镜表面的曲率。
4.如权利要求1所述的微距镜头系统，其中，第一透镜组包括至少一个双合透镜。
5.如权利要求1至4中的任一项所述的微距镜头系统，其中，第三透镜组包括光阑。
6.如权利要求1至4中的任一项所述的微距镜头系统，其中，第二透镜组包括非双凸透镜。
7.如权利要求1至4中的任一项所述的微距镜头系统，其中，第三透镜组的最靠近像方 的透镜表面是凸透镜表面或平面透镜表面。
8.如权利要求1至4中的任一项所述的微距镜头系统，具有范围为0到-1的放大倍率。
9.一种微距镜头系统，按照从物方到像方的顺序包括 具有正屈光力的第一透镜组；具有负屈光力的第二透镜组，在聚焦过程中，第二透镜组从物方向着像方移动； 具有正屈光力的第三透镜组；具有正屈光力的第四透镜组，在聚焦过程中，第四透镜组从像方向着物方移动； 具有负屈光力的第五透镜组， 其中，微距镜头系统满足下面的式子-0.9 < ~_ < 一0.55其中，表示第一透镜组的焦距，f2表示第二透镜组的焦距，f 表示聚焦在无限远物体 处的总焦距。
10.如权利要求9所述的微距镜头系统，其中，在聚焦过程中，第一透镜组、第三透镜组 和第五透镜组固定。
11.如权利要求9所述的微距镜头系统，其中，第三透镜组仅包括一个透镜。
12.如权利要求9中任一项所述的微距镜头系统，满足下面的式子cf-cr其中，Cf表示第三透镜组的最靠近物方的透镜表面的曲率，c,表示第三透镜组的最靠 近像方的透镜表面的曲率。
13.如权利要求9至12中的任一项所述的微距镜头系统，具有范围为0至-1的放大倍率。
14.一种拾取装置，包括微距镜头系统和成像装置，所述微距镜头系统按照从物方到像方的顺序包括具有正屈光力的第一透镜组、具有负 屈光力的第二透镜组、具有正屈光力的第三透镜组、具有正屈光力的第四透镜组；包括具有 负屈光力的单个透镜组的第五透镜组，所述成像装置接收由所述微距镜头系统会聚的光，其中，在聚焦过程中，第一透镜组、第三透镜组和第五透镜组固定，第二透镜组和第四 透镜组移动。
15.如权利要求14所述的微距镜头系统，满足下面的式子Cf-Cr其中，cf表示第三透镜组的最靠近物方的透镜表面的曲率，c,表示第三透镜组的最靠 近像方的透镜表面的曲率。
全文摘要
提供了一种微距镜头系统和包括该微距镜头系统的拾取装置，所述微距镜头系统按照从物方到像方的顺序包括具有正屈光力的第一透镜组；具有负屈光力的第二透镜组；具有正屈光力的第三透镜组；具有正屈光力的第四透镜组；具有负屈光力的第五透镜组，其中，在聚焦过程中，第一透镜组、第三透镜组和第五透镜组固定，第二透镜组和第四透镜组移动。
文档编号H04N5/225GK102053348SQ20101052846
公开日2011年5月11日 申请日期2010年10月28日 优先权日2009年10月28日
发明者柳在明 申请人:三星电子株式会社