專利名稱：攝像透鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種攝像透鏡，更具體地，涉及一種光焦度可變的具有至少三透鏡組結(jié)構(gòu)的攝像透鏡。
本申請要求以2002年10月8日申請的日本專利申請No.2002-295292為優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容在此引作參考。
背景技術(shù)：
直到現(xiàn)在，設(shè)置有使用光電轉(zhuǎn)換器件如C-MOS(互補金屬氧化物半導(dǎo)體)或CCD(電荷耦合器件)作為把來自攝像透鏡的光轉(zhuǎn)換為電子信號以輸出由此所生成的電子信號的攝像器件的攝像單元的各種信息設(shè)備被廣泛使用。
在那些信息設(shè)備中，打算作為移動使用的便攜式小型信息設(shè)備，渴望使其攝像透鏡和攝像器件更小，而保持其攝像單元的高攝像性能，并考慮到使用目的而具有光學(xué)變焦。例如，要求數(shù)字照相機和內(nèi)裝了照相機的便攜式無線電話設(shè)備或蜂窩電話具有設(shè)置了光學(xué)變焦功能的攝像透鏡。而且，要求這樣的攝像透鏡減少在光軸上從靠近要被攝取物體的透鏡表面到攝像器件的光接收表面的長度，即攝像透鏡的全長。此外，要求攝像器件的小型化和高分辨率。
因為上述設(shè)置有光學(xué)變焦功能的攝像透鏡的光焦度或光學(xué)放大倍數(shù)是可變的，所以多個透鏡組中的一個透鏡組可沿光軸移動。例如，對三透鏡組結(jié)構(gòu)的攝像透鏡，當(dāng)改變光焦度時，在光路上的第二透鏡組作為光焦度變動透鏡或要改變光焦度的透鏡并沿光軸移動。
作為在上述信息設(shè)備中用的設(shè)置有光學(xué)變焦功能的攝像透鏡，在日本專利申請?zhí)亻_2002-55278中，披露了設(shè)置有光學(xué)變焦功能的三透鏡組結(jié)構(gòu)的攝像透鏡，該攝像透鏡具有在從要被攝取物體的光路上按照負、正、正順序的光焦度的透鏡組。
此外，作為用于上述信息設(shè)備中的攝像透鏡，在日本專利申請?zhí)亻_2002-72095中，披露了設(shè)置有光學(xué)變焦功能的四透鏡組結(jié)構(gòu)的攝像透鏡，該攝像透鏡具有在從要被攝取物體的光路上按照負、正、正、正順序的光焦度的透鏡組。
對在日本專利申請?zhí)亻_2002-55278中披露的攝像透鏡，當(dāng)內(nèi)裝在信息設(shè)備中時全長太長，且當(dāng)改變光焦度時，移動第一透鏡組，這導(dǎo)致了復(fù)雜的機械設(shè)計，且難于實現(xiàn)低成本。在這樣的攝像透鏡中，因為要移動靠近要被攝取物體的透鏡組，從主設(shè)備體中拉出透鏡架用于變焦，所以恐怕會因為下跌碰撞或碰到其它物體而損壞信息設(shè)備。
另一方面，即使在日本專利申請?zhí)亻_2002-72095中披露的攝像透鏡，從當(dāng)改變光焦度時，把靠近要被攝取的物體的透鏡組固定的觀點看，在防撞性上是理想的，因為最后的透鏡組是正的，因此減少后焦距是困難的，這導(dǎo)致難于使信息設(shè)備小型化。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個目的是通過提供一種新的攝像透鏡來克服先前技術(shù)的上述缺點。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種能夠適當(dāng)修正光學(xué)象差，且能夠形成亮的物體圖像的、具有理想的高分辨率的小型攝像透鏡，并能被適當(dāng)?shù)赜糜谛⌒托畔⒃O(shè)備中。
上述目的能夠通過提供一種攝像透鏡來實現(xiàn)，該攝像透鏡接收來自物體一側(cè)的光、并向圖像一側(cè)輸出光以形成物體圖像，且其光焦度是可變的，該攝像透鏡包括第一透鏡組，該第一透鏡組是具有負光焦度的凹凸透鏡且在改變光焦度時被固定；具有正光焦度的第二透鏡組，該第二透鏡組在改變光焦度時，沿光軸從圖像一側(cè)或廣角端向物體一側(cè)或攝遠端移動一段距離；和具有負光焦度的第三透鏡組，該第三透鏡組在改變光焦度時沿光軸移動；其特征在于，第一透鏡組、第二透鏡組和第三透鏡組按照從物體側(cè)到圖像側(cè)的順序配置，而且還包括與第二透鏡組一起移動的光圈，該光圈被配置在第一透鏡組和第二透鏡組之間或第二透鏡組和第三透鏡組之間。
根據(jù)本發(fā)明的攝像透鏡是具有按照負、正、負順序的光焦度的透鏡組的三透鏡組結(jié)構(gòu)。在改變光焦度時，因為光圈與光焦度變動透鏡一起沿光軸移動，所以能夠適當(dāng)修正光學(xué)象差，并能夠形成亮的物體圖像。
本發(fā)明的這些目的和其它目的、特征和優(yōu)點將從下面對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的詳細描述中看得更清楚。


圖1表示用于解釋使用本發(fā)明的第一實施方式的變焦透鏡的側(cè)視圖，其中光焦度變動透鏡位于廣角端；圖2表示用于解釋第一實施方式的變焦透鏡的側(cè)視圖，其中光焦度變動透鏡位于廣角端和攝遠端之間；圖3表示用于解釋第一實施方式的變焦透鏡的側(cè)視圖，其中光焦度變動透鏡位于攝遠端；圖4表示在光焦度變動透鏡位于廣角端時，變焦透鏡的象差，或球面象差的測量結(jié)果的示意圖。
圖5表示在光焦度變動透鏡位于廣角端時，變焦透鏡的象差，或散光的測量結(jié)果的示意圖。
圖6表示在光焦度變動透鏡位于廣角端時，變焦透鏡的象差，或失真象差的測量結(jié)果的示意圖。
圖7表示如圖2所示的在光焦度變動透鏡位于廣角端和攝遠端之間時，變焦透鏡的象差，或球面象差的測量結(jié)果的示意圖。
圖8表示如圖2所示的在光焦度變動透鏡位于廣角端和攝遠端之間時，變焦透鏡的象差，或散光的測量結(jié)果的示意圖。
圖9表示如圖2所示的在光焦度變動透鏡位于廣角端和攝遠端之間時，變焦透鏡的象差，或失真象差的測量結(jié)果的示意圖。
圖10表示在光焦度變動透鏡位于攝遠端時，變焦透鏡的象差，或球面象差的測量結(jié)果的示意圖。
圖11表示在光焦度變動透鏡位于攝遠端時，變焦透鏡的象差，或散光象差的測量結(jié)果的示意圖。
圖12表示在光焦度變動透鏡位于攝遠端時，變焦透鏡的象差，或失真的測量結(jié)果的示意圖。
圖13表示用于解釋使用本發(fā)明的第二實施方式的變焦透鏡的側(cè)視圖，其中光焦度變動透鏡位于廣角端；圖14表示用于解釋第二實施方式的變焦透鏡的側(cè)視圖，其中光焦度變動透鏡位于廣角端和攝遠端之間；圖15表示用于解釋第二實施方式的變焦透鏡的側(cè)視圖，其中光焦度變動透鏡位于攝遠端；圖16表示在光焦度變動透鏡位于廣角端時，另一變焦透鏡的象差，或球面象差的測量結(jié)果的示意圖。
圖17表示在光焦度變動透鏡位于廣角端時，另一變焦透鏡的象差，或散光的測量結(jié)果的示意圖。
圖18表示在光焦度變動透鏡位于廣角端時，另一變焦透鏡的象差，或失真象差的測量結(jié)果的示意圖。
圖19表示如圖14所示的在光焦度變動透鏡位于廣角端和攝遠端之間時，另一變焦透鏡的象差，或球面象差的測量結(jié)果的示意圖。
圖20表示如圖14所示的在光焦度變動透鏡位于廣角端和攝遠端之間時，另一變焦透鏡的象差，或散光的測量結(jié)果的示意圖。
圖21表示如圖14所示的在光焦度變動透鏡位于廣角端和攝遠端之間時，另一變焦透鏡的象差，或失真象差的測量結(jié)果的示意圖。
圖22表示在光焦度變動透鏡位于攝遠端時，另一變焦透鏡的象差，或球面象差的測量結(jié)果的示意圖。
圖23表示在光焦度變動透鏡位于攝遠端時，另一變焦透鏡的象差，或散光的測量結(jié)果的示意圖。
圖24表示在光焦度變動透鏡位于攝遠端時，另一變焦透鏡的象差，或失真象差的測量結(jié)果的示意圖。
具體實施例方式
下面，結(jié)合附圖，進一步詳細描述用來實施本發(fā)明的最好方式。
使用本發(fā)明的攝像透鏡是使其物體側(cè)透鏡組或被配置在最靠近要被攝取物體的透鏡組固定的變焦透鏡。該攝像透鏡用于小型信息設(shè)備中，特別是，用于數(shù)字照相機或具有小型攝像器件的便攜式信息設(shè)備中。此外，使用本發(fā)明的攝像透鏡是三透鏡組結(jié)構(gòu)的短全長的小型變焦透鏡。
<第一實施方式>
下面，結(jié)合圖1到圖3，解釋作為本發(fā)明的第一實施方式的攝像透鏡1。
如圖1到圖3所示，攝像透鏡1包括具有負光焦度的第一透鏡組11、光圈12、具有正光焦度的第二透鏡組13、以及具有負光焦度的第三透鏡組14，它們從物體一側(cè)依次配置。
攝像透鏡1引導(dǎo)光進入第一透鏡組11，依次穿過光圈12、第二透鏡組13和第三透鏡組14，并通過后面要描述的濾光器15，把光聚集在配置在圖象一側(cè)的攝像器件16的攝像平面上。攝像器件16可以是用于將由攝像透鏡1聚集的光轉(zhuǎn)換為電子信號并輸出由此生成的電子信號的CCD。
具體地，第一透鏡組11是具有負光焦度的其凸面對著物體一側(cè)的凹凸透鏡L1。
光圈12被固定在第二透鏡組13的物體側(cè)，由此光圈12與第二透鏡組13一起沿光軸移動。
第二透鏡組13具有兩個表面都是凸面的透鏡L2和具有負光焦度的凸面對著圖象側(cè)的凹凸透鏡組L3。透鏡L2和凹凸透鏡L3被組合形成為組合透鏡。
第三透鏡組14是具有負光焦度的透鏡L4。
這樣配置的攝像透鏡1使光從物體一側(cè)依次穿過第一透鏡組11、光圈12、第二透鏡組13和第三透鏡組14，并通過濾光器15在攝像器件16的攝像平面上形成物體的圖象。
這樣配置的攝像透鏡1能夠通過沿光軸移動第二透鏡組13來改變其光焦度。具體地，如圖1所示，當(dāng)降低攝像透鏡1的光焦度時，即，縮短焦距“f”時，第二透鏡組13與光圈12一起向圖象一側(cè)移動。當(dāng)攝像透鏡1的光焦度被降到最低時，焦距“f”被設(shè)定為2.5mm，由此設(shè)定的第二透鏡組13的位置稱作廣角端。
另一方面，如圖3所示，當(dāng)提高攝像透鏡1的光焦度時，即，拉長焦距“f”時，第二透鏡組13與光圈12一起向物體一側(cè)移動。當(dāng)攝像透鏡1的光焦度被提到最高時，焦距“f”被設(shè)定為7.0mm，由此設(shè)定的第二透鏡組13的位置稱作攝遠端。
如圖2所示，當(dāng)攝像透鏡1的光焦度被設(shè)定到圖1和圖3所示情形之間時，即，當(dāng)焦距“f”被設(shè)定為2.5mm和7.0mm之間時，第二透鏡組13與光圈12一起在廣角端和攝遠端之間移動。作為設(shè)定攝像透鏡1的光焦度到圖1和圖3所示情形之間的一個實例，圖2展示了焦距“f”被設(shè)定為4.0mm的實例。
濾光器15被配置為低通濾光器或攝像器件的鏡蓋的替代品。即，在攝像透鏡1被內(nèi)裝在小型信息設(shè)備中實際使用的情形中，在第三透鏡組14和攝像器件16的攝像平面之間配置低通濾光器或攝像器件的鏡蓋。
因此，在本實施方式中，在設(shè)計攝像透鏡1時，考慮到低通濾光器或攝像器件16的鏡蓋的影響，在焦點附近配置由與OHARA公司生產(chǎn)的BK7(商品名)相當(dāng)?shù)牟ＡР牧现瞥傻臑V光器15。
上述攝像透鏡1被配置成滿足由下面的數(shù)學(xué)公式(1)到(5)所指出的條件，其中，“ft”表示當(dāng)光焦度最高時，即，當(dāng)?shù)诙哥R組13被定位在光軸上的攝遠端時的焦距，“δV”表示在第二透鏡組13中使用的透鏡L2和透鏡L3的阿貝(Abbe)數(shù)之間的差值，“f1”表示第一透鏡組11的焦距，“f2”表示第二透鏡組13的焦距，“fw”表示當(dāng)光焦度最低時，即，當(dāng)?shù)诙哥R組13被定位在光軸上的廣角端時的焦距，“M3”表示第三透鏡組14的光焦度，“TT”表示從第一透鏡組11的透鏡L1的物體一側(cè)表面到高斯(Gaussian)圖像點的距離，“Z”表示最低光焦度與最高光焦度的變焦比“ft/fw”。
0.7≤TT/Z/fw≤1.4 ...(1)0.05≤f2/ft≤3.6 ...(2)15≤δV ...(3)0.8≤|f1/fw|≤10.3...(4)1.3≤M3≤4.3 ...(5)下面，解釋根據(jù)數(shù)學(xué)公式(1)到(5)表示的條件。
數(shù)學(xué)公式(1)規(guī)定攝像透鏡1的全長。當(dāng)由數(shù)學(xué)公式(1)得到的值大于上限值1.4，攝像透鏡1的全長變得太長，導(dǎo)致難于使產(chǎn)品小型化。另一方面，當(dāng)由數(shù)學(xué)公式(1)得到的值小于下限值0.7，攝像透鏡1的各個透鏡的曲率半徑變得太短，導(dǎo)致難于修正光學(xué)象差，并且在加工透鏡中導(dǎo)致制造成本升高，這是不希望的。
因為使用本發(fā)明的攝像透鏡1滿足數(shù)學(xué)公式(1)的條件，所以能夠減少全長，這樣攝像透鏡1可以容易地內(nèi)裝在小型信息設(shè)備中。此外，因為各個透鏡的曲率半徑不是太小，光學(xué)象差能夠被適當(dāng)?shù)匦拚材軌蛉菀椎丶庸ね哥R，制造希望的低成本透鏡。
數(shù)學(xué)公式(2)規(guī)定第二透鏡組13的焦距“f2”。在攝像透鏡1中，當(dāng)由數(shù)學(xué)公式(2)得到的值小于下限值0.05，第二透鏡組13的焦距“f2”變得太短，且第二透鏡組13的光焦度太大，這使得不可能修正降低通過使用其它透鏡、特別是由在光軸上廣角端的第二透鏡組13引起的球面象差的降低(under)。另一方面，在攝像透鏡1中，當(dāng)由數(shù)學(xué)公式(2)得到的值大于上限值3.6，第二透鏡組13的焦距“f2”變得太長，且為改變光焦度所必需的沿光軸的運動距離太長，因而攝像透鏡1的全長變得太長，這使得難于把攝像透鏡1內(nèi)裝在小型信息設(shè)備中。
因為使用本發(fā)明的攝像透鏡1滿足數(shù)學(xué)公式(2)的條件，所以攝像透鏡1可以容易地內(nèi)裝在小型信息設(shè)備中。此外，可適當(dāng)?shù)匦拚傻诙哥R組13引起的球面象差的降低。
數(shù)學(xué)公式(3)規(guī)定形成第二透鏡組13的透鏡L2和透鏡L3的阿貝數(shù)之間的差值。在攝像透鏡1中，當(dāng)由數(shù)學(xué)公式(3)得到的阿貝數(shù)之間的差值小于15時，要適當(dāng)修正光軸上的色差會變得困難。
因為使用本發(fā)明的攝像透鏡1滿足數(shù)學(xué)公式(3)的條件，即形成第二透鏡組13的透鏡L2和透鏡L3的阿貝數(shù)之間的差值是15或更大，所以適當(dāng)?shù)匦拚廨S上的色差成為可能。
數(shù)學(xué)公式(4)規(guī)定第一透鏡組11的焦距“f1”。在變焦透鏡中，具有負光焦度的透鏡組被首先從物體一側(cè)配置，首先配置的透鏡組需要相當(dāng)大的光焦度。對第一透鏡組11，因為最高位置的軸外光穿過被配置在最靠近物體的物體側(cè)表面，因為設(shè)計的原因，需要軸外光的方向不會被徹底改變，且其中軸外光的高度更低的圖像側(cè)表面具有大的負光焦度。在攝像透鏡1中，當(dāng)由數(shù)學(xué)公式(4)得到的值小于下限值0.8時，第一透鏡組11的焦距“f1”變得太短，第一透鏡組的圖像側(cè)表面的光焦度變得太大，這使得即使表面是非球面，要修正各種象差也是困難的。另一方面，在攝像透鏡1中，當(dāng)由數(shù)學(xué)公式(4)得到的值大于上限值10.3時，第一透鏡組11的焦距“f1”變長。在這種情形中，即使考慮到因減少第一透鏡組11的圖像側(cè)表面的光焦度的象差修正而得到想要的結(jié)構(gòu)，第二透鏡組13和第三透鏡組14也需要具有高光焦度，且為了確保想要的不同變焦度比，第二透鏡組13沿光軸的運動距離太長，導(dǎo)致難于使產(chǎn)品小型化。
因為使用本發(fā)明的攝像透鏡1滿足數(shù)學(xué)公式(4)的條件，即使第一透鏡組11的圖像側(cè)表面具有大的光焦度，也能夠適當(dāng)修正光學(xué)象差，并使攝像透鏡1的全長不會變得太長，這樣攝像透鏡1可以容易地內(nèi)裝在小型信息設(shè)備中。
數(shù)學(xué)公式(5)規(guī)定第三透鏡組14的光焦度M3。在攝像透鏡1中，當(dāng)由數(shù)學(xué)公式(5)得到的值大于上限值4.3時，第三透鏡組14的光焦度M3變得太大，第一透鏡組11的焦距“f1”變得太短，這會增加負的失真象差，導(dǎo)致難于修正失真象差。另一方面，在攝像透鏡1中，當(dāng)由數(shù)學(xué)公式(5)得到的值小于下限值1.3時，第三透鏡組14的光焦度M3變得太小，第一透鏡組11的焦距“f1”變得太長，因此第二透鏡組13的焦距“f2”只好變短，這就增加了由可變的變焦度導(dǎo)致的象差變化，導(dǎo)致難于修正象差。
因為使用本發(fā)明的攝像透鏡1滿足數(shù)學(xué)公式(5)的條件，第一透鏡組11的焦距“f1”被設(shè)定在適當(dāng)?shù)姆秶?，這就能夠適當(dāng)?shù)匦拚撌д嫦蟛睿⑶业诙哥R組13的焦距“f2”也被設(shè)定在適當(dāng)?shù)姆秶?，這就減少了由可變的變焦度導(dǎo)致的象差變化，并能夠適當(dāng)?shù)匦拚蟛睢?br> 在使用本發(fā)明的攝像透鏡1中，因為光圈12被配置在第二透鏡組13的物體一側(cè)，眼點距離能夠被拉長，并使進入瞳孔位置更靠近物體。因而，在攝像透鏡1中，軸外光穿過第一透鏡組11的位置變低，這樣可以縮短前面的透鏡的半徑。
另一方面，為了防止陰影，對透鏡而言，有必要為了攝像而使軸外光進入入射角度設(shè)定為小的攝像器件中。此外，在透鏡組中，第一透鏡組11是最高位置的光穿過的透鏡組。因而，與本實施方式的情形相比，在光圈更靠近圖像的情形中，軸外光進入第一透鏡組11的位置會變高，這會增加不想要的透鏡體積。
在使用本發(fā)明的攝像透鏡1中，因為光圈12被固定在第二透鏡組13的物體一側(cè)，并與第二透鏡組13一起沿光軸移動，所以能夠解決上述問題。
在使用本發(fā)明的攝像透鏡1中，第二透鏡組13是由兩面是凸面的透鏡和具有負光焦度且凸面對著圖像側(cè)的凹凸透鏡組成的組合透鏡。因而，攝像透鏡1能夠在全部可變光焦度范圍內(nèi)適當(dāng)?shù)匦拚蛎嫦蟛睢＠?，在第二透鏡組13的透鏡L2和透鏡L3被分別形成的情形中，球面象差變得非常低，這就使得通過其它透鏡修正低象差是困難的。此外，在攝像透鏡1中，因為設(shè)定了透鏡L2和透鏡L3的阿貝數(shù)之間的差值，就可能適當(dāng)?shù)匦拚廨S上的色差。
在使用本發(fā)明的攝像透鏡1中，因為第三透鏡組14是具有負光焦度的透鏡L4，就能夠減少后焦距。此外，由于在整體上具有正光焦度的光焦度變化透鏡13和具有負光焦度的修正透鏡14的關(guān)系，光學(xué)系統(tǒng)在局部上是攝遠類型的結(jié)構(gòu)，這就能夠有效地減少攝像透鏡1的全長。
下面，展示攝像透鏡1的各個透鏡的參數(shù)。
在下面的解釋中，“Li”表示從物體側(cè)算起的第“i”透鏡，“Si”表示從物體側(cè)算起的第“i”表面，“ri”表示“Si”表面的曲率半徑，“di”表示都從物體側(cè)算起的第“i”表面和第“i+1”表面之間的距離，“ni”表示在第“i”透鏡“Li”的d-線(波長587.6nm)上的折射率，“nFL”表示濾光器15的d-線上的折射率，“vi”表示在第“i”透鏡“Li”的d-線上的阿貝數(shù)，“vFL”表示濾光器15的d-線上的阿貝數(shù)。
由下列等式(6)得到的非球面表面，其中光軸的方向被設(shè)為“X”軸，垂直于光軸的方向被設(shè)為“Y”軸，“K”表示圓錐常數(shù)，“R”表示曲率半徑，“a”、“b”、“c”、“d”分別表示第四、第六、第八、第十非球面表面常數(shù)。
X=Y2R(1-(K+1)Y2R2+1)+aY4+bY6+cY8+dY10---(6)]]>攝像透鏡1由第一表面S1、第二表面S2、第四表面S4、第六表面S6、第七表面S7和第八表面S8組成非球面。攝像透鏡1通過使用任意的透鏡組來執(zhí)行調(diào)焦或修正焦點以處理物體的移動，并可設(shè)置執(zhí)行全調(diào)焦的機構(gòu)。
當(dāng)?shù)诙哥R組13從廣角端移動到攝遠端時，攝像透鏡1使焦距“f”在2.5mm到7.0mm之間變化。此外，當(dāng)?shù)诙哥R組13從廣角端移動到攝遠端時，攝像透鏡1使F-數(shù)在2.94到5.2之間變化，使半角“ω”在33.4°到13.3°之間變化。
表1示出了攝像透鏡1的參數(shù)。
表1


圖4到圖12示出了具有上述參數(shù)的攝像透鏡1的光學(xué)特性。
圖4到圖6示出了當(dāng)?shù)诙哥R組13被定位在廣角端，即，當(dāng)焦距“f”是2.5mm時，攝像透鏡1的球面象差、散光和失真象差的視圖。
圖7到圖9展示當(dāng)?shù)诙哥R組13被定位在廣角端和攝遠端之間，即，當(dāng)焦距“f”是4.0mm時，攝像透鏡1的球面象差、散光和失真象差的視圖。
圖10到圖12示出當(dāng)?shù)诙哥R組13被定位在攝遠端，即，當(dāng)焦距“f”是7.0mm時，攝像透鏡1的球面象差、散光和失真象差的視圖。
在圖4、圖7和圖10中示出的球面象差視圖中，實線表示了在d-線上的值，虛線表示了在g-線上的值，而在圖5、圖8和圖11中表示的散光視圖中，實線表示了在徑向圖像表面上的值，虛線表示了在經(jīng)線圖像表面上的值。
從圖4到圖12中可清楚地看到，在使用本發(fā)明的攝像透鏡1中，適當(dāng)?shù)匦拚烁鱾€光學(xué)象差。
<第二實施方式>
下面，結(jié)合圖13到圖15解釋使用本發(fā)明的攝像透鏡的第二實施方式。
在下面的解釋中，對與第一實施方式中的攝像透鏡1的相似的部分或組件由相同的標號表示，并省略詳細的解釋，只解釋各個透鏡的參數(shù)之間的不同處。
與第一實施方式的攝像透鏡1相似，第二實施方式的攝像透鏡2能夠通過沿光軸移動第二透鏡組13來改變其光焦度。與圖1到圖3相似，圖13表示了第二透鏡組13被定位在廣角端的透鏡排列，圖15表示了第二透鏡組13被定位在攝遠端的透鏡排列，圖14表示了第二透鏡組13被定位在廣角端和攝遠端之間的各個透鏡排列。
攝像透鏡2由第一表面S1、第二表面S2、第四表面S4、第六表面S6和第八表面S8組成非球面。攝像透鏡2通過使用任意的透鏡組來執(zhí)行調(diào)焦或修正焦點以處理物體的移動，并可設(shè)置執(zhí)行全調(diào)焦的機制。
當(dāng)?shù)诙哥R組13從廣角端移動到攝遠端時，攝像透鏡2使焦距“f”在2.2mm到4.4mm之間變化。此外，當(dāng)?shù)诙哥R組13從廣角端移動到攝遠端時，攝像透鏡2使F-數(shù)在2.88到3.9之間變化，使半角“ω”在36.9°到20.6°之間變化。
表2表示了攝像透鏡2的參數(shù)。
表2


圖16到圖24表示具有上述參數(shù)的攝像透鏡2的光學(xué)特性。
圖16到圖18表示當(dāng)?shù)诙哥R組13被定位在廣角端，即，當(dāng)焦距“f”是2.2mm時，攝像透鏡2的球面象差、散光和失真象差的視圖。
圖19到圖21表示當(dāng)?shù)诙哥R組13被定位在廣角端和攝遠端之間，即，當(dāng)焦距“f”是3.1mm時，攝像透鏡2的球面象差、散光和失真象差的視圖。
圖22到圖24表示當(dāng)?shù)诙哥R組13被定位在攝遠端，即，當(dāng)焦距“f”是4.4mm時，攝像透鏡2的球面象差、散光和失真象差的視圖。
在圖16、圖19和圖22中表示的球面象差視圖中，實線展示了在d-線上的值，虛線表示了在g-線上的值，而在圖17、圖20和圖23中表示的散光視圖中，實線表示了在徑向圖像表面上的值，虛線展示了在經(jīng)線圖像表面上的值。
從圖16到圖24中可清楚地看到，在使用本發(fā)明的攝像透鏡2中，適當(dāng)?shù)匦拚烁鱾€光學(xué)象差。
表3表示了第一實施方式和第二實施方式的比較。
表3

從表3和在圖4到圖12、圖16到圖24中表示的光學(xué)象差中，很顯然，對每一個都只由四個透鏡組成的攝像透鏡1和攝像透鏡2，減少它們的全長，并適當(dāng)?shù)匦拚鼈兊墓鈱W(xué)象差，且具有高分辨率，這些能夠滿足小型攝像器件的需要。具體地，具有三倍光焦度和兩倍變焦的攝像透鏡1和攝像透鏡2的全長分別是9.5mm和7.9mm。此外，因為當(dāng)改變光焦度時，第一透鏡組11被固定，透鏡的結(jié)構(gòu)是簡單和穩(wěn)定的，且要移動的透鏡數(shù)很少，這就能實現(xiàn)低成本的小型變焦透鏡。這樣，攝像透鏡1和攝像透鏡2被適當(dāng)?shù)赜米饔糜谝苿佑猛镜闹T如數(shù)字照相機或蜂窩電話的小型信息設(shè)備的攝像透鏡。
雖然上面結(jié)合附圖，根據(jù)特定的優(yōu)選實施方式詳細地描述了本發(fā)明，本領(lǐng)域中的一般技術(shù)人員可以理解，本發(fā)明并不限于這些實施方式，只要不偏離在后附的權(quán)利要求書中提出和限定的本發(fā)明的范圍和精神，就能夠?qū)崿F(xiàn)不同的修改、結(jié)構(gòu)替換或等同物。
使用本發(fā)明的攝像透鏡只由四個透鏡組成，并能適當(dāng)?shù)匦拚鞣N光學(xué)象差，形成緊湊的變焦透鏡。
權(quán)利要求
1.一種攝像透鏡，該攝像透鏡接收來自物體一側(cè)的光，并向圖像一側(cè)輸出光以形成物體圖像，且其光焦度是可變的，包括第一透鏡組，該第一透鏡組是具有負光焦度的凹凸透鏡且在改變光焦度時被固定；具有正光焦度的第二透鏡組，該第二透鏡組在改變光焦度時，沿光軸從圖像一側(cè)或廣角端向物體一側(cè)或攝遠端移動一段距離；和具有負光焦度的第三透鏡組，該第三透鏡組在改變光焦度時沿光軸移動；其特征在于，第一透鏡組、第二透鏡組和第三透鏡組按照從物體側(cè)到圖像側(cè)的順序配置，而且還包括與第二透鏡組一起移動的光圈，該光圈被配置在第一透鏡組和第二透鏡組之間或第二透鏡組和第三透鏡組之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像透鏡，其特征在于第一透鏡組的物體側(cè)表面和圖像側(cè)表面中的至少一個是非球面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像透鏡，其特征在于第二透鏡組的物體側(cè)表面和圖像側(cè)表面中的至少一個是非球面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像透鏡，其特征在于第二透鏡組是由具有正光焦度的透鏡和具有負光焦度的透鏡組成，且形成在整體上具有正光焦度透鏡組的組合透鏡。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像透鏡，其特征在于第三透鏡組的至少圖像側(cè)表面是非球面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像透鏡，其特征在于光圈被配置在第一透鏡組和第二透鏡組之間。
全文摘要
本發(fā)明提供一種攝像透鏡，該攝像透鏡包括從物體側(cè)依次排列，具有負光焦度的第一透鏡組(11)、光圈(12)、具有正光焦度的第二透鏡組(13)，以及具有負光焦度的第三透鏡組(14)。當(dāng)改變光焦度時，為了修正因光焦度的改變而導(dǎo)致的像點的移動，第一透鏡組(11)被固定，第二透鏡組(13)與光圈(12)一起在光軸上移動，第三透鏡組(14)在光軸上移動。
文檔編號G02B15/16GK1685268SQ20038010002
公開日2005年10月19日 申請日期2003年10月3日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月8日
發(fā)明者安達宣幸 申請人:索尼株式會社