專利名稱：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，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)的市場急速擴(kuò)大，該鏡頭交換式相機(jī)系統(tǒng)(以下，也簡稱為“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，而且用于拍攝動態(tài)圖像，因此，既適合于靜態(tài)圖像的拍攝，又適合于動態(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，使整個透鏡結(jié)構(gòu)伸出的方法、以及使前組和后組獨(dú)立移動的所謂浮動方法(floating method)。專利文獻(xiàn)1及2中公開了一種在進(jìn)行聚焦時，使前組和后組向物方移動的結(jié)構(gòu)。專利文獻(xiàn)3中公開了一種在進(jìn)行聚焦時，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的結(jié)構(gòu)。專利文獻(xiàn)4中公開了在進(jìn)行聚焦時，使整個光學(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)來拍攝動態(tài)圖像時，需要連續(xù)進(jìn)行高速自動聚焦。為了連續(xù)進(jìn)行高速自動聚焦，已知的一種方法是重復(fù)執(zhí)行以下一系列動作， 艮口，使聚焦透鏡組在光軸方向上高速振動(以下，稱為“擺動(wobbling)”)，從攝像元件的輸出信號中檢測出部分圖像區(qū)域內(nèi)的某個頻帶的信號成分，求出聚焦透鏡組處于聚焦?fàn)顟B(tài)的最佳位置，使聚焦透鏡組移動至該最佳位置。在采用該自動聚焦方法的情況下，從便攜性、耗電的觀點(diǎn)來看，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，專利文獻(xiàn)1 4所公開的光學(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。專利文獻(xiàn)1日本特開2004-U6522號公報專利文獻(xiàn)2日本特開平5-27；3459號公報專利文獻(xiàn)3日本特開2007-94371號公報專利文獻(xiàn)4日本特開2008-3108號公報
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。在從無窮遠(yuǎn)物體到近距離的物體進(jìn)行聚焦時，最靠近物方的負(fù)透鏡和孔徑光闌相對于成像面固定，前組或后組中的部分透鏡沿光軸移動，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負(fù)透鏡元件的像方曲率半徑之間的平均值；f:整個系統(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)行對應(yīng)于動態(tài)圖像的拍攝的高速自動聚焦，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。 各個附圖示出無窮遠(yuǎn)聚焦?fàn)顟B(tài)下的光學(xué)成像系統(tǒng)。此外，對透鏡所標(biāo)的箭頭示出從無窮遠(yuǎn)聚焦?fàn)顟B(tài)到近物聚焦?fàn)顟B(tài)的聚焦時的移動方向。各個附圖中，對各透鏡組所標(biāo)的記號(+) 及記號(_)示出各透鏡組的光焦度(optical power)。此外，各個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)從無窮遠(yuǎn)聚焦?fàn)顟B(tài)到近物聚焦?fàn)顟B(tài)的聚焦時，后組G2中的第9透鏡L9沿光軸向物方移動。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。因該兩個負(fù)透鏡元件而產(chǎn)生的場曲及倍率色差，是通過正的第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來補(bǔ)正。具有正光焦度的后組G2發(fā)揮使來自前組Gl的光束成像的作用，主要對球面像差，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，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)從無窮遠(yuǎn)聚焦?fàn)顟B(tài)到近物聚焦?fàn)顟B(tài)的聚焦時，后組G2中的第7透鏡元件L7 沿光軸向像方移動。 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。因該兩個負(fù)透鏡元件而產(chǎn)生的場曲及倍率色差，是通過在第2透鏡元件L2的像方空出空氣間隔而配置正的透鏡L3來補(bǔ)正的。具有正屈光力(positive refractive power) 的后組G2發(fā)揮使來自前組Gl的光束成像的作用，主要對球面像差、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)從無窮遠(yuǎn)聚焦?fàn)顟B(tài)到近物聚焦?fàn)顟B(tài)的聚焦時，前組Gl中的第2透鏡元件L2沿光軸向物方移動。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。因該兩個負(fù)透鏡元件而產(chǎn)生的場曲及倍率色差，是通過在第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的雙合透鏡來補(bǔ)正的。具有正屈光力的后組G2發(fā)揮使來自前組Gl的光束成像的作用，同時對軸外光束的像差進(jìn)行良好地補(bǔ)正，尤其對彗差進(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的焦距變長且超過上限時，從確保焦闌特性的觀點(diǎn)來看是理想的，但場曲卻變得過于彎曲(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，場曲則卻過于彎曲(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)從無窮遠(yuǎn)聚焦?fàn)顟B(tài)到近物聚焦?fàn)顟B(tài)的聚焦時，后組G2中的第9透鏡 L9沿光軸向物方移動。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。因該兩個負(fù)透鏡元件而產(chǎn)生的場曲及倍率色差，是通過在正的第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)揮使來自前組Gl的光束成像的作用，主要對球面像差、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，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)從無窮遠(yuǎn)聚焦?fàn)顟B(tài)到近物聚焦?fàn)顟B(tài)的聚焦時，后組G2中的第9透鏡元件L9沿光軸向物方移動。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。因該兩個負(fù)透鏡而產(chǎn)生的場曲及倍率色差，是通過配置正的第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來補(bǔ)正的。具有正屈光力(positive refractive power)的后組G2發(fā)揮使來自前組Gl的光束成像的作用，主要對球面像差、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有配置固定透鏡。這樣，即使在最靠近像方的位置沒有配置固定透鏡的情況下，也能夠?qū)崿F(xiàn)適合于高速自動聚焦的光學(xué)成像系統(tǒng)。以下對第一 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)行說明。這里，規(guī)定了多個滿足的優(yōu)選條件，能夠滿足這些所有的多個條件的光學(xué)成像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是最理想的。但是，也可以通過滿足個別的條件來實(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)從無窮遠(yuǎn)的物體到近距離的物體進(jìn)行聚焦時，最靠近物方的負(fù)透鏡和孔徑光闌相對于成像面固定，并且，前組或后組中的部分透鏡沿光軸移動，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負(fù)透鏡元件的像方曲率半徑的平均值；f:整個系統(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。栽谶M(jìn)行研磨加工時，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，提高了成本，而且后焦點(diǎn)變長，不能實(shí)現(xiàn)小型化，因此不太理想。相反地，若超過條件(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，周圍光量降低，因此不此外，優(yōu)選的是，聚焦時沿光軸移動的透鏡是如第一 第五實(shí)施方式所示那樣的單透鏡元件。優(yōu)選的是，聚焦透鏡采用一個透鏡元件、一組接合透鏡、樹脂透鏡元件、在玻璃透鏡的表面設(shè)置非球面形狀的樹脂層的復(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，則總長變得太短，在用于可換鏡頭裝置中的情況下，會導(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，若超過條件O)的上限，則不僅總長變長，而且會導(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。在滿足條件( ，及( ”中的至少一個的情況下，能夠進(jìn)一步提高滿足條件O)時所獲得的效果。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于d線的平均阿貝數(shù)。條件C3)是為了通過前組Gl中后續(xù)的透鏡元件，來對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，則不能夠通過后續(xù)的透鏡元件來補(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 聚焦時移動的透鏡元件的焦距；fG 聚焦時移動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，若超過條件的上限，則聚焦透鏡的焦距變長，進(jìn)行聚焦時所需移動量增大，從而導(dǎo)致透鏡或鏡筒長度的大型化，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)對各種像差進(jìn)行良好地補(bǔ)正的情況下，確保較短的總長、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，并且場曲變得過于彎曲(excessive toward the under side), 從而不能維持成像性能，所以不太理想。相反地，若超過條件(5)，則后組的焦距變長，雖然總長變短，但不僅產(chǎn)生顯著的向內(nèi)的彗差，而且場曲過于彎曲(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 聚焦時移動的正透鏡元件在無窮遠(yuǎn)聚焦?fàn)顟B(tài)下的旁軸成像倍率(paraxial imaging magnification)；β η 聚焦時移動的負(fù)透鏡元件在無窮遠(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，則聚焦時所需的移動量增大，從而導(dǎo)致光學(xué)總長增大，所以不太理想。相反地，若超過條件(6)的上限，則聚焦時的移動量變小，盡管能夠獲得縮短總長的效果，但卻導(dǎo)致近距離時成像性能的降低，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，聚焦時所需的移動量增大，導(dǎo)致光學(xué)系統(tǒng)的總長增大，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，場曲變得過于)，從而難以用較少的透鏡數(shù)量來構(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量變小能夠獲得縮短總長的效果，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，在聚焦到無窮遠(yuǎn)物體時子午像面變得彎曲(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折射來使入射光線偏轉(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)的類型的透鏡元件)來構(gòu)成的，但本發(fā)明并不局限與此。例如，也可以由通過衍射來使入射光線偏轉(zhuǎn)的衍射透鏡元件、或通過組合衍射作用和折射作用來使入射光線偏轉(zhuǎn)的折射/衍射混合透鏡元件、或通過介質(zhì)內(nèi)的折射率分布來使入射光線偏轉(zhuǎn)的折射率分布型透鏡元件等來構(gòu)成各個透鏡組。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依賴性，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、快門單元103、圖像顯示控制部104、圖像傳感器控制部105、對比度檢測部106、快門控制部107、圖像存儲控制部108、 顯示器110、釋放鈕111、存儲器112、電源113及相機(jī)支架(camera mount) 114。相機(jī)控制器101是對整個相機(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、對比度檢測部106、快門控制部107、圖像存儲控制部108、存儲器112以及相機(jī)支架114電連接，并能夠互相進(jìn)行信號的發(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。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)來自圖像傳感器控制部105的驅(qū)動信號而被驅(qū)動。圖像傳感器控制部105根據(jù)來自相機(jī)控制器101的控制信號，輸出使圖像傳感器102驅(qū)動的驅(qū)動信號，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。 對比度檢測部106根據(jù)來自相機(jī)控制器101的控制信號，通過運(yùn)算來從圖像傳感器102所輸出的圖像數(shù)據(jù)中檢測對比度，并將其輸出給相機(jī)控制器101?？扉T單元103包括用于對入射到圖像傳感器102中的圖像光(imagelight)的光路進(jìn)行遮蔽的快門板。快門單元103根據(jù)來自快門控制部107的驅(qū)動信號而被驅(qū)動?？扉T控制部107根據(jù)來自相機(jī)控制器101的控制信號，來對快門單元103的快門板的開關(guān)定時進(jìn)行控制。顯示器110例如是液晶顯示裝置。顯示器110根據(jù)來自圖像顯示控制部104的驅(qū)動信號而受到驅(qū)動，將圖像顯示在顯示面上。圖像顯示控制部104根據(jù)來自相機(jī)控制器101 的控制信號，輸出顯示在顯示器110上的圖像數(shù)據(jù)和用于驅(qū)動顯示器的驅(qū)動信號。圖像存儲控制部108根據(jù)來自相機(jī)控制器101的控制信號，將圖像數(shù)據(jù)輸出給可拆卸地連接的存儲卡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。可換鏡頭裝置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是對整個可換鏡頭裝置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、存儲器204及模糊檢測部205電連接，并能夠互相進(jìn)行信號的發(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，為了便于說明，對聚焦透鏡組207a進(jìn)行了模塊化，所以沒有直接示出實(shí)際的光學(xué)成像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。通過使聚焦透鏡組207a沿光軸的方向移動來進(jìn)行聚焦。光圈控制部202根據(jù)來自鏡頭控制器201的控制信號，來檢測光圈單元206的當(dāng)前位置，并進(jìn)行輸出。此外，光圈控制部202通過輸出用于驅(qū)動光圈單元206中所包含的光圈葉片的驅(qū)動信號，來使光圈開閉，從而改變光學(xué)系統(tǒng)的F值。聚焦控制部203根據(jù)來自鏡頭控制器201的控制信號，來檢測聚焦透鏡組207a的當(dāng)前位置，并進(jìn)行輸出。此外，聚焦控制部203通過輸出用于驅(qū)動聚焦透鏡組207a的驅(qū)動信號，沿光軸的方向來驅(qū)動聚焦透鏡組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)行自動聚焦的例程 (routine)。首先，相機(jī)控制器101通過相機(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)控制信號來對聚焦控制部203進(jìn)行控制，驅(qū)動聚焦透鏡組207a，使它擺動(wobbling)。同時，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，該控制信號指示鏡頭控制器201使光圈值(G) 為規(guī)定值。鏡頭控制器201根據(jù)控制信號來對光圈控制部202進(jìn)行控制，驅(qū)動光圈單元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及對比度檢測部106輸出控制信號。圖像傳感器控制部105及對比度檢測部106獲得來自圖像傳感器102的、分別與聚焦透鏡組207a的擺動驅(qū)動的采樣頻率建立關(guān)聯(lián)的輸出。圖像傳感器控制部105根據(jù)來自相機(jī)控制器101的控制信號，將與光學(xué)像相對應(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)作為可視圖像來顯示在顯示器110上。此外，對比度檢測部106通過運(yùn)算來求出圖像數(shù)據(jù)的對比度的值，將其與擺動建立關(guān)聯(lián)，發(fā)送給相機(jī)控制器101。相機(jī)控制器101根據(jù)對比度檢測部106的檢測結(jié)果，來決定聚焦透鏡組的聚焦移動方向和移動量，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將控制信號輸出給聚焦控制部203，以使聚焦透鏡組207a移動。聚焦控制部 203根據(jù)來自鏡頭控制器201的控制信號來驅(qū)動聚焦透鏡組207a。在實(shí)時顯示狀態(tài)下進(jìn)行自動聚焦的情況下，重復(fù)進(jìn)行上述動作。這樣，在實(shí)時顯示狀態(tài)下進(jìn)行自動聚焦的情況下，聚焦透鏡組207連續(xù)進(jìn)行擺動。此時，第一實(shí)施方式所涉及的光學(xué)成像系統(tǒng)由于擺動時的圖像倍率的變化小，且輕量，所以適合于實(shí)時顯示狀態(tài)和動態(tài)圖像的拍攝。上述的關(guān)于第六實(shí)施方式的說明中，對應(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)、車載相機(jī)等。實(shí)施例以下，對具體實(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)施方式相對應(yīng)。此外，各數(shù)值實(shí)施例中，表中長度的單位均為“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是相對于d線的折射率，vd是相對于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。畸變圖中，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 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 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 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 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 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、各條件的對應(yīng)值。表11 (條件的對應(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，在從無窮遠(yuǎn)物體到近距離的物體進(jìn)行聚焦時，上述最靠近物方的負(fù)透鏡和上述孔徑光闌相對于成像面固定，上述前組或后組中的部分透鏡沿光軸移動， 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負(fù)透鏡元件的像方曲率半徑之間的平均值； f:整個系統(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 聚焦時沿光軸移動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 聚焦時移動的透鏡元件的焦距； fG 聚焦時移動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， 聚焦時沿光軸移動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 聚焦時移動的正透鏡元件在無窮遠(yuǎn)聚焦?fàn)顟B(tài)下的旁軸成像倍率； β η 聚焦時移動的負(fù)透鏡元件在無窮遠(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，在從無窮遠(yuǎn)的物體到近距離的物體進(jìn)行聚焦時，最靠近物方的負(fù)透鏡和孔徑光闌相對于成像面而固定，前組或后組中的部分透鏡沿光軸移動。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負(fù)透鏡元件的像方曲率半徑之間的平均值；f整個系統(tǒng)的焦距)。
文檔編號G02B13/04GK102472884SQ20108003460
公開日2012年5月23日 申請日期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 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社