專利名稱：成像鏡頭和成像裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用在所謂的可替換鏡頭數碼相機的可替換鏡頭式裝置等中的成像鏡頭系統(tǒng)。具體而言，本發(fā)明涉及具有中等望遠范圍(intermediate telescopic range)拍攝角并具有大的孔徑比的高性能內焦點式(inner focus)成像鏡頭以及內置這種成像鏡頭的成像裝置，該成像鏡頭包括所謂的相機抖動校正功能，以校正由于相機抖動引起的拍攝圖像的圖像模糊。
背景技術：
通常對于攝像鏡頭來說，整個攝像鏡頭系統(tǒng)在聚焦時移動，或者攝像鏡頭的一部分透鏡組移動。在具有離開標準情形的中等望遠范圍拍攝角的大孔徑比攝像鏡頭的情況中，雖然許多鏡頭被構造為高斯型或其改型，并且?guī)缀跞慷际巧斐稣麄€鏡頭系統(tǒng)的類型，但是日本未審查專利申請公報No. 64-78208中描述的鏡頭是僅移動高斯型后組的示例。在日本未審查專利申請公報No. 2003-43348以及日本未審查專利申請公報No. 2008-145584中描述的光學系統(tǒng)是下述情形的示例在可替換鏡頭攝像系統(tǒng)中具有中等望遠到望遠范圍拍攝角的內焦點型鏡頭，其具有大孔徑比，并包括用于校正由于相機抖動引起的圖像模糊的相機抖動校正功能。在日本未審查專利申請公報No. 2003-43348中描述的光學系統(tǒng)由從物方起具有正、負以及正屈光度的三個組構成，并且通過利用第二透鏡組執(zhí)行聚焦以及沿著與光軸基本垂直的方向移動第三透鏡組中具有正屈光度的一部分透鏡組來執(zhí)行相機抖動校正。在日本未審查專利申請公報No. 2008-145584中描述的光學系統(tǒng)由具有正、負以及正屈光度的三個組構成，并且通過利用第二透鏡組執(zhí)行聚焦以及沿著與光軸基本垂直的方向移動第三透鏡組中具有負屈光度的一部分透鏡組來執(zhí)行相機抖動校正。此外，在日本未審查專利申請公報No. 2011-48232中描述了一種光學系統(tǒng)的構造，包括第一到第三聚焦透鏡組，并且相機抖動校正透鏡組被布置得比第一聚焦透鏡組更接近像方。

發(fā)明內容
近年來，可替換鏡頭式數字相機已經迅速地變得流行。具體地，因為現在能夠利用可替換鏡頭式相機系統(tǒng)來拍攝動態(tài)圖像，所以需要不僅適合于靜態(tài)圖像并且也適合于動態(tài)圖像的鏡頭。當拍攝動態(tài)圖像時，為了跟隨物體的快速移動，很重要的是使執(zhí)行聚焦的透鏡組高速度移動。此外，即使對于中等望遠范圍拍攝角的鏡頭，也存在對于對由于相機抖動等引起的拍攝圖像的圖像模糊進行校正的相機抖動校正機構的需求。此外，即使對于具有大的孔徑比以及中等望遠范圍攝像角的鏡頭，也存在對于高速聚焦的需求，以能夠兼容動態(tài)圖像拍攝。在日本未審查專利申請公報No. 64-78208中提出了高斯式透鏡。在聚焦期間，將孔徑光闌夾置在其間的整個后組沿著光軸方向移動。當要在為了動態(tài)圖像拍攝而高速移動整個鏡頭系統(tǒng)或整個后組的同時執(zhí)行聚焦時，因為聚焦透鏡組的質量較大，所以存在用于移動透鏡的致動器變大并且鏡筒變大的問題。在日本未審查專利申請公報No. 2003-43348中提出的光學系統(tǒng)從物方起包括具有正屈光度的第一透鏡組、具有負屈光度的第二透鏡組以及具有正屈光度的第三透鏡組，第二透鏡組在聚焦時沿著光軸方向移動。然而，當將要執(zhí)行用于動態(tài)圖像拍攝的高速聚焦時，因為第二透鏡組由多個透鏡構造并且質量較大，所以驅動致動器變大并且鏡筒尺寸變大。此外，因為在執(zhí)行相機抖動校正的第三透鏡組中的具有正屈光度的透鏡組由多個透鏡構造并且質量較大，該透鏡組也在光學系統(tǒng)中被布置得最接近像方，所以直徑變大。因此，存在用于沿著與光軸基本垂直的方向驅動相機抖動校正透鏡的致動器和鏡筒變大的問題。在日本未審查專利申請公報No. 2008-145584中提出的光學系統(tǒng)從物方起包括具有正屈光度的第一透鏡組、具有負屈光度的第二透鏡組以及具有正屈光度的第三透鏡組，第二透鏡組在聚焦時沿著光軸方向移動。然而，當將要執(zhí)行用于動態(tài)圖像拍攝的高速聚焦時，因為第二透鏡組由多個透鏡構造并且質量較大，所以驅動致動器變大并且鏡筒尺寸變大。此外，因為在執(zhí)行相機抖動校正的第三透鏡組中的具有正屈光度的透鏡組由多個透鏡構造并且質量較大，因此，存在用于沿著與光軸基本垂直的方向驅動透鏡的致動器和鏡筒變大的問題。對于在日本未審查專利申請公報No. 2011-48232中提出的光學系統(tǒng)，因為重要的是在聚焦時移動三個聚焦透鏡，所以驅動機構和驅動控制變得復雜并且成本也上升。期望提供一種成像鏡頭和成像裝置，可以緊湊和高速聚焦，并且可以在高成像性能的狀態(tài)下進行由于相機抖動等引起的拍攝圖像的圖像模糊的校正。根據本發(fā)明的實施例的成像鏡頭包括孔徑光闌；前組，其布置在孔徑光闌的物方；后組，其布置在孔徑光闌的像方，其中，通過在前組或后組內包括與孔徑光闌相鄰的具有正屈光度的透鏡并使這個具有正屈光度的透鏡作為模糊校正透鏡在與光軸不同的方向上移動，來在圖像面上進行 圖像模糊校正，后組包括具有正屈光度的透鏡組GrA和具有負屈光度的透鏡組GrB，透鏡組GrA被布置在與模糊校正透鏡相鄰的像方，透鏡組GrB被布置在與透鏡組GrA相鄰的像方，模糊校正透鏡、透鏡組GrA和透鏡組GrB分別由一個或兩個透鏡構造，通過使透鏡組GrA或透鏡組GrB作為聚焦透鏡組沿著光軸方向移動來執(zhí)行聚焦，以下每個關系式都得到滿足-1. O < f/fla < O. 5......(I)(β f+1/β f)-2 < O. 16......(2)其中f:整個系統(tǒng)的焦距fla :比模糊校正透鏡更靠物方的透鏡組的焦距β f :聚焦透鏡組的橫向放大率。根據本發(fā)明的另一個實施例的成像裝置包括成像鏡頭；成像元件，其輸出與由成像鏡頭形成的光學圖像相對應的成像信號，其中，成像鏡頭由根據上述本發(fā)明的實施例的成像鏡頭構成。利用根據本發(fā)明的實施例的成像鏡頭或成像裝置，通過在前組或后組內包括與孔徑光闌相鄰的具有正屈光度的透鏡并使該具有正屈光度的透鏡作為模糊校正透鏡而在與光軸不同的方向上移動，來在圖像面上進行圖像模糊校正。此外，通過使透鏡組GrA或透鏡組GrB作為聚焦透鏡組沿著光軸方向移動來執(zhí)行聚焦。根據本發(fā)明的實施例的成像鏡頭或成像裝置，通過前組和后組被布置為夾置孔徑光闌的構造，因為通過與孔徑光闌相鄰的具有正屈光度的透鏡(作為模糊校正透鏡)以及后組內的一部分透鏡組(作為聚焦透鏡組)而優(yōu)化了每個透鏡組的構造，所以可以得到緊湊性和高速的聚焦，能夠校正由于相機抖動等引起的拍攝圖像的圖像模糊，并且能夠實現高的成像性能。


圖1示出了根據本發(fā)明的實施例的成像鏡頭的第一構造，并且是與數值示例I對應的鏡頭截面圖；圖2示出了成像鏡頭的第二構造示例，并且是與數值示例2對應的鏡頭截面圖；圖3示出了成像鏡頭的第三構造示例，并且是與數值示例3對應的鏡頭截面圖；圖4示出了成像鏡頭的第四構造示例，并且是與數值示例4對應的鏡頭截面圖；圖5示出了成像鏡頭的第五構造示例，并且是與數值示例5對應的鏡頭截面圖；圖6示出了成像鏡頭的第六構造示例，并且是與數值示例6對應的鏡頭截面圖；圖7示出了成像鏡頭的第七構造示例，并且是與數值示例7對應的鏡頭截面圖；圖8示出了成像鏡頭的第八構造示例，并且是與數值示例8對應的鏡頭截面圖；圖9A到圖9C是示出 了對應于數值示例I的成像鏡頭在無限遠聚焦時的縱向像差的像差圖，并且圖9A示出了球面像差，圖9B示出了象散并且圖9C示出了畸變(distortion)；圖1OA到圖1OC是示出了對應于數值示例I的成像鏡頭在有限距離聚焦(β=-O. 025)時的縱向像差的像差圖，并且圖1OA示出了球面像差，圖1OB示出了象散并且圖1OC示出了畸變；圖1lA到圖1lC是示出了對應于數值示例2的成像鏡頭在無限遠聚焦時的縱向像差的像差圖，并且圖1lA示出了球面像差，圖1lB示出了象散并且圖1lC示出了畸變；圖12Α到圖12C是示出了對應于數值示例2的成像鏡頭在有限距離聚焦(β=-O. 025)時的縱向像差的像差圖，并且圖12Α示出了球面像差，圖12Β示出了象散并且圖12C示出了畸變；圖13Α到圖13C是示出了對應于數值示例3的成像鏡頭在無限遠聚焦時的縱向像差的像差圖，并且圖13Α示出了球面像差，圖13Β示出了象散并且圖13C示出了畸變；圖14Α到圖14C是示出了對應于數值示例3的成像鏡頭在有限距離聚焦(β=-O. 025)時的縱向像差的像差圖，并且圖14Α示出了球面像差，圖14Β示出了象散并且圖14C示出了畸變；圖15Α到圖15C是示出了對應于數值示例4的成像鏡頭在無限遠聚焦時的縱向像差的像差圖，并且圖15Α示出了球面像差，圖15Β示出了象散并且圖15C示出了畸變；圖16Α到圖16C是示出了對應于數值示例4的成像鏡頭在有限距離聚焦(β=-O. 025)時的縱向像差的像差圖，并且圖16Α示出了球面像差，圖16Β示出了象散并且圖16C示出了畸變；
圖17A到圖17C是示出了對應于數值示例5的成像鏡頭在無限遠聚焦時的縱向像差的像差圖，并且圖17A示出了球面像差，圖17B示出了象散并且圖17C示出了畸變；圖18A到圖18C是示出了對應于數值示例5的成像鏡頭在有限距離聚焦(β=-O. 025)時的縱向像差的像差圖，并且圖18Α示出了球面像差，圖18Β示出了象散并且圖18C示出了畸變；圖19Α到圖19C是示出了對應于數值示例6的成像鏡頭在無限遠聚焦時的縱向像差的像差圖，并且圖19Α示出了球面像差，圖19Β示出了象散并且圖19C示出了畸變；圖20Α到圖20C是示出了對應于數值示例6的成像鏡頭在有限距離聚焦(β=-O. 025)時的縱向像差的像差圖，并且圖20Α示出了球面像差，圖20Β示出了象散并且圖20C示出了畸變；圖21Α到圖21C是示出了對應于數值示例7的成像鏡頭在無限遠聚焦時的縱向像差的像差圖，并且圖21Α示出了球面像差，圖21Β示出了象散并且圖21C示出了畸變；圖22Α到圖22C是示出了對應于數值示例7的成像鏡頭在有限距離聚焦(β=-O. 025)時的縱向像差的像差圖，并且圖22k示出了球面像差，圖22B示出了象散并且圖22C示出了畸變；圖23A到圖23C是示出了對應于數值示例8的成像鏡頭在無限遠聚焦時的縱向像差的像差圖，并且圖23A示出了球面像差，圖23B示出了象散并且圖23C示出了畸變；圖24A到圖24C是示出了對應于數值示例8的成像鏡頭在有限距離聚焦(β=-O. 025)時的縱向像差的像差圖，并且圖24Α示出了球面像差，圖24Β示出了象散并且圖24C示出了畸變；`圖25Α到圖25C是示出了對應于數值示例I的成像鏡頭在無限遠聚焦時的橫向像差的像差圖，并且圖25Α示出了在圖像模糊校正之前的橫向像差，圖25Β示出了在具有+0.3°的圖像角的圖像模糊校正之后的橫向像差，并且圖25C示出了在具有-0.3°的圖像角的圖像模糊校正之后的橫向像差；圖26Α到圖26C是示出了對應于數值示例2的成像鏡頭在無限遠聚焦時的橫向像差的像差圖，并且圖26Α示出了在圖像模糊校正之前的橫向像差，圖26Β示出了在具有+0.3°的圖像角的圖像模糊校正之后的橫向像差，并且圖26C示出了在具有-0.3°的圖像角的圖像模糊校正之后的橫向像差；圖27Α到圖27C是示出了對應于數值示例3的成像鏡頭在無限遠聚焦時的橫向像差的像差圖，并且圖27Α示出了在圖像模糊校正之前的橫向像差，圖27Β示出了在具有+0.3°的圖像角的圖像模糊校正之后的橫向像差，并且圖27C示出了在具有-0.3°的圖像角的圖像模糊校正之后的橫向像差；圖28Α到圖28C是示出了對應于數值示例4的成像鏡頭在無限遠聚焦時的橫向像差的像差圖，并且圖28Α示出了在圖像模糊校正之前的橫向像差，圖28Β示出了在具有+0.3°的圖像角的圖像模糊校正之后的橫向像差，并且圖28C示出了在具有-0.3°的圖像角的圖像模糊校正之后的橫向像差；圖29Α到圖29C是示出了對應于數值示例5的成像鏡頭在無限遠聚焦時的橫向像差的像差圖，并且圖29Α示出了在圖像模糊校正之前的橫向像差，圖29Β示出了在具有+0.3°的圖像角的圖像模糊校正之后的橫向像差，并且圖29C示出了在具有-0.3°的圖像角的圖像模糊校正之后的橫向像差；圖30A到圖30C是示出了對應于數值示例6的成像鏡頭在無限遠聚焦時的橫向像差的像差圖，并且圖30A示出了在圖像模糊校正之前的橫向像差，圖30B示出了在具有+0.3°的圖像角的圖像模糊校正之后的橫向像差，并且圖30C示出了在具有-0.3°的圖像角的圖像模糊校正之后的橫向像差；圖31A到圖31C是示出了對應于數值示例7的成像鏡頭在無限遠聚焦時的橫向像差的像差圖，并且圖31A示出了在圖像模糊校正之前的橫向像差，圖31B示出了在具有+0.3°的圖像角的圖像模糊校正之后的橫向像差，并且圖31C示出了在具有-0.3°的圖像角的圖像模糊校正之后的橫向像差；圖32A到圖32C是示出了對應于數值示例8的成像鏡頭在無限遠聚焦時的橫向像差的像差圖，并且圖32A示出了在圖像模糊校正之前的橫向像差，圖32B示出了在具有+0.3°的圖像角的圖像模糊校正之后的橫向像差，并且圖32C示出了在具有-0.3°的圖像角的圖像模糊校正之后的橫向像差；圖33是示出了成像裝置的構造示例的框圖。
具體實施例方式這里，將會在下文中參照附圖具體描述本發(fā)明的實施例。圖1示出了根據本發(fā)明的實施例的成像鏡頭的第一構造示例。該構造示例對應于下文描述的數值示例I的鏡頭構造。這里，圖1對應于在無限遠處聚焦時的鏡頭布置。類似地，與之后描述的數字編號2到8的鏡頭構造相對應的第二到第八示例的截面構造在圖2到圖8中示出。在圖1到圖8中，符號Simg表示圖像面。符號Di表示在第i個面與第i+1個面之間在光軸Zl上的表面間隔。這里，僅對于在聚焦時改變的那些部分給表面間隔標記了符號Di (例如在圖1中的D14和D16)。根據本實施例的成像鏡頭由孔徑光闌St、布置得比孔徑光闌St更接近物方的前組Gf、以及布置得比孔徑光闌St更接近像方的后組Gr構成。通過在前組Gf或后組Gr內包括與孔徑光闌St相鄰的具有正屈光度的透鏡，并且使這個具有正屈光度的透鏡作為模糊校正透鏡GS而在與光軸不同的方向(基本垂直的方向)上移動，根據本實施例的成像鏡頭在圖像面上執(zhí)行圖像模糊校正。作為具體構造示例，對于根據第七構造示例的成像鏡頭7，具有正屈光度的透鏡被包括在后組Gr中與孔徑光闌St相鄰，這個具有正屈光度的透鏡是模糊校正透鏡GS。對于根據除了第七構造示例之外的那些構造示例的成像鏡頭I到6以及8，具有正屈光度的透鏡被包括在前組Gf中與孔徑光闌St相鄰，這個具有正屈光度的透鏡是模糊校正透鏡GS。后組Gr包括具有正屈光度的透鏡組GrA和具有負屈光度的透鏡組GrB，透鏡組GrA被布置在與模糊校正透鏡GS相鄰的像方，透鏡組GrB被布置在與透鏡組GrA相鄰的像方。通過使透鏡組GrA或透鏡組GrB作為聚焦透鏡組沿著光軸方向移動來執(zhí)行聚焦。作為具體構造示例，對于根據第一到第六構造示例的成像鏡頭I到6，透鏡組GrB是聚焦透鏡組，并且當執(zhí)行從無限遠到有限距離的聚焦時，透鏡組GrB如圖所示向像方移動。對于根據第七和第八構造示例的成像鏡頭7和8，透鏡組GrA是聚焦透鏡組，并且當執(zhí)行從無限遠到有限距離的聚焦時，透鏡組GrA如圖所示向物方移動。
模糊校正透鏡GS、透鏡組GrA、透鏡組GrB分別由一個或兩個透鏡構成。優(yōu)選地，透鏡組GrA由負透鏡和正透鏡的膠合透鏡構成。作為具體構造示例，對于根據除了第四構造示例之外的成像鏡頭I到3以及5到8中任何一者，透鏡組GrA都以此方式構造。優(yōu)選地，后組Gr還包括具有正屈光度的透鏡組GrC，該透鏡組被布置在透鏡組GrB的像方。優(yōu)選地，透鏡組GrC由一個正透鏡和一個負透鏡構成。作為具體構造示例，對于根據除了第六構造示例之外的成像鏡頭I到5以及7到8中任何一者，透鏡組GrC都以此方式構造。在其他方面，優(yōu)選地，根據本實施例的成像鏡頭滿足下文中描述的預定關系式。

作用和效果下面將描述根據本實施例的成像鏡頭的作用和效果。對于根據本實施例的成像鏡頭，通過在前組Gf或后組Gr內包括與孔徑光闌St相鄰的具有正屈光度的透鏡，并使該具有正屈光度的透鏡作為模糊校正透鏡GS而在與光軸Zl不同的方向(基本垂直的方向)上移動，來在圖像面上執(zhí)行圖像模糊校正。此外，通過使透鏡組GrA或透鏡組GrB作為聚焦透鏡組沿著光軸方向移動，在后組內來執(zhí)行聚焦。以此方式，在布置成由前組Gf和后組Gr夾住孔徑光闌St的構造中，因為通過與孔徑光闌St相鄰的具有正屈光度的透鏡作為模糊校正透鏡GS并且后組Gr內的透鏡組的一部分作為聚焦透鏡組，優(yōu)化了各個透鏡組的構造，所以可以獲得緊湊性和高速聚焦，能夠執(zhí)行對于由相機抖動等引起的所拍攝圖像的圖像模糊的校正，并且能夠實現高的成像性能。模糊校正透鏡GS和聚焦透鏡組的作用對于根據本實施例的成像鏡頭，模糊校正透鏡GS被布置為接近光學系統(tǒng)的中央并且因為模糊校正透鏡GS的外部形狀較小，所以質量較小，模糊校正透鏡GS能夠由緊湊的致動器高速移動。此外，因為模糊校正透鏡GS被布置為接近光學系統(tǒng)的中心，所以離軸光束不與軸上光束分離并且不被透射，這對于像差校正有利。通常，當光學系統(tǒng)沿著與光軸垂直的方向偏移時，圖像面上的圖像的移動量δ可由以下公式表示，其中，偏移透鏡的放大率是β S、偏移量是Λ并且處于偏移透鏡的像方的光學系統(tǒng)的橫向放大率是3b:δ = (l_3s)Xi3bXA。因此，為了減小偏移透鏡的偏移量Λ，重要的是增大(l-β s) X Pb的值。另一方面，如果處于偏移透鏡的物方的光學系統(tǒng)的焦距是fa，整個光學系統(tǒng)的焦距f可被表示為f = faXi3sXi3b。S卩，在fa在某種程度上是確定的的情況下，PsX Pb是固定值。此時，為了增大(l-13s)X Pb的值，顯然可以增大β s的絕對值，或者可以選擇為接近O。因此，在本示例中，通過使得在模糊校正透鏡GS前方和后方的光束近似無焦(afocal)來控制上述β s的值，并且，當模糊校正透鏡GS沿著與光軸Zl基本垂直的方向移動時，圖像面位置的移動量與模糊校正透鏡GS的移動量的比率能夠增大。因為這樣可以縮短模糊校正透鏡GS的行程，所以鏡筒能夠小型化。因為在執(zhí)行聚焦的后組Gr中，透鏡組GrA或透鏡組GrB被布置為接近光學系統(tǒng)的中央并且鏡頭的外部形狀較小，所以質量較小，并且鏡筒能夠由緊湊致動器高速移動。因此，通過使用透鏡組GrA或透鏡組GrB作為聚焦透鏡組，聚焦透鏡組能夠高速移動，同時保持鏡筒尺寸緊湊。通常，在聚焦透鏡組的橫向放大率是β f并且處于聚焦透鏡組的像方的光學系統(tǒng)的橫向放大率是β r時，聚焦透鏡組的移動量與圖像面上的聚焦位置的移動量的比率k可以被表示為K = (l-β f2) X β b2。與上述偏移透鏡類似，為了增大k，可以增大Pt的絕對值，或者可以選擇為接近
O0在本實施例中，在作為聚焦透鏡組的透鏡組GrA或透鏡組GrB前方和后方的光束近似無焦，并且，在聚焦透鏡組沿著光軸方向移動時圖像面位置的改變量與透鏡組的移動量的比率(聚焦靈敏度)能夠增加。因為這樣能夠縮短聚焦行程，所以鏡頭的總長度能夠被縮短。其他構造部分的作用根據本實施例，有利的是透鏡組GrA可以由負透鏡和正透鏡的膠合透鏡構成。通過這種構造，能夠有利地校正軸上色差。此外，有利的是具有正屈光度的透鏡組GrC從物方起由一個正透鏡和一個負透鏡構成。通過這種構造，離軸像差(具體地，畸變和像場彎曲)能夠被良好地校正。關系式的描述期望根據本實施例的成像鏡頭滿足以下關系式I和2。-1. O < f/fla < O. 5......(I)( β f+1/β fT2 < O. 16......(2)其中，f :整個系統(tǒng)的焦距fla 比模糊校正透鏡GS更靠物方的透鏡組Gfa的焦距β f :聚焦透鏡組的橫向放大率關系式I規(guī)定了比模糊校正透鏡更靠物方的透鏡組Gfa的焦距Ha與整個鏡頭系統(tǒng)的焦距f的比率。如果超出了關系式I的范圍，因為處于模糊校正透鏡GS的物方的那個透鏡組的F值增加，所以使得用于校正所產生的像差的構造變得復雜，或者在存在相機抖動時性能劣化，并且在模糊校正期間的透鏡偏移量增加。關系式2規(guī)定了聚焦透鏡組的橫向放大率。如果超出了關系式2的范圍，因為聚焦靈敏度下降，所以聚焦行程增加，并且鏡頭的總長度增加。通過同時滿足關系式I和2，在模糊校正期間的透鏡偏移量能夠被抑制得較小，同時抑制了光學系統(tǒng)變復雜，能夠縮短聚焦形成，并且可以使得鏡筒小型化。這里，根據本實施例，優(yōu)選地，上述關系式I和2的數值范圍可以根據以下關系式r和2'來設置。-O. 9 < f/fla < O. 4......1'(β f+1/β f)-2 < O. 12......2'此外，更優(yōu)選的是， 上述關系式I和2的數值范圍可以根據以下關系式I"和2"
來設置。
-O. 8 < f/fla < 0. 3......1"(β f+1/β f)-2 < 0. 08......2"此外，對于根據本實施例的成像鏡頭，能夠通過包含和滿足以下關系式中的一者或(優(yōu)選地)兩者以上，來優(yōu)化每個鏡頭的構造，從而獲得更良好的性能。期望根據本實施例的成像鏡頭滿足以下關系式3。O. 5 < fS/f < 2......3其中fS :模糊校正透鏡GS的焦距關系式3規(guī)定了模糊校正透鏡GS的焦距fS與整個鏡頭系統(tǒng)的焦距f的比率。如果超出了關系式3的下限，模糊校正透鏡GS的屈光度太強并且模糊校正透鏡GS本身的球面像差和正弦條件劣化，從而導致在相機抖動期間的軸上和離軸彗差劣化。此外，模糊校正透鏡GS本身的佩茲伐曲率(Petzval sum)增大并且在相機抖動期間圖像面的改變量增加，這是不利的。如果超出了關系式3的上限，則處于模糊校正透鏡GS的物方的透鏡組GfA處發(fā)生的球面像差增大，這是不利的。這里，根據本實施例，關系式3的數值范圍優(yōu)選地根據以下關系式3'來設置。O. 7 < fS/f <1.9......3'
此外，上述關系式3的數值范圍更優(yōu)選地根據以下關系式3"來設置。通過將數值范圍設置為關系式3"的范圍，可以將在模糊校正期間的透鏡偏移量進一步抑制得較小，并且即使模糊校正透鏡GS具有簡單的構造，也能夠在相機抖動器件保持高的光學性能。O. 8 < fS/f <1.8......3"優(yōu)選地，根據本實施例的成像鏡頭滿足以下關系式4。O. 2 < rGrB/f < O. 9......4其中，rGrB :透鏡組GrB的最接近像方的面的曲率半徑。關系式4規(guī)定了整個透鏡系統(tǒng)的焦距f與透鏡組GrB的最接近像方的面的曲率半徑rGrB的比率。如果超出了關系式4的上限，那么總長度被加長，以校正離軸像差。如果超出了關系式4的下限，那么發(fā)生在透鏡組GrB上的球面像差和離軸像差(特別是畸變和圖像面彎曲)增加。這里，根據本實施例，上述關系式4的數值范圍優(yōu)選地根據以下關系式4'來設置。O. 25 < rGrB/f < O. 7......4'此外，根據本實施例，上述關系式4的數值范圍可以更優(yōu)選地根據以下關系式4 "來設置。通過將數值范圍設置為關系式4"的范圍，可以縮短鏡頭的總長度，同時適當地校正各種像差。O. 3 < rGrB/f < O. 6......4"期望根據本實施例的成像鏡頭滿足以下關系式5。30. 5 < υ dS......5其中υ dS :模糊校正透鏡GS的介質對于d線的阿貝數。
關系式5規(guī)定了模糊校正透鏡GS的介質對于d線(波長587. 6nm)的阿貝數。如果沒有滿足關系式5，由模糊校正透鏡GS單獨引起的色差增大，并且在相機抖動期間的倍率色像差的改變也增大。成像裝置的應用示例圖33示出應用了根據本實施例的成像鏡頭的成像裝置100的構造示例。成像裝置100例如是數字靜態(tài)相機，并且包括相機塊10、相機信號處理單元20、圖像處理單元30、IXD (液晶顯示器)40、R/ff(讀取器/寫入器)50、CPU (中央處理單元)60和輸入單元70。相機塊10執(zhí)行成像功能，并且包括光學系統(tǒng)，該光學系統(tǒng)包括成像鏡頭11(圖1到圖8中示出的成像鏡頭1、2、3、4、5、6、7或8)和成像元件12，例如CXD (電荷耦合器件)或CMOS(互補金屬氧化物半導體)。成像元件12通過將由成像鏡頭11形成的光學圖像轉換為電信號，來根據光學圖像輸出成像信號(圖像信號)。相機信號處理單元20對從成像元件12輸出的圖像信號執(zhí)行各種信號處理，諸如模擬-數字轉換、噪音移除、圖像質量校正、向亮度和色差信號的轉換。作為圖像質量校正，例如對所拍攝的圖像執(zhí)行畸變校正處理。圖像處理單元30執(zhí)行圖像信號的讀取再現處理，并且基于預定圖像數據格式來執(zhí)行圖像信號的壓縮編碼和解壓縮解碼處理、數據(例如分辨率)的轉換處理等。IXD 40具有顯示各種數據的功能，例如用戶對于輸入單元70和所拍攝的圖像的操作狀態(tài)。R/W 50執(zhí)行把由圖像處理單元30解碼的圖像數據向存儲卡1000的寫入以及對記錄在存儲卡1000上的圖像數據的讀取。存儲卡1000例如是半導體存儲器，可以相對于連接到R/W 50的槽可拆卸。CPU 60用作控制設置在成像裝置100上的各個電路塊的控制處理單元，并基于來自輸入單元70的指令輸入信號等來控制各個電路塊。輸入單元70由用戶進行各種重要操作的各種開關等構成，并且例如由用于執(zhí)行快門操作的快門釋放按鈕、用于選擇工作模式的選擇開關等構成，并且將與用戶的操作對應的指令輸入信號輸出到CPU 60。鏡頭驅動控制單元80控制布置在相機塊10上的鏡頭的驅動，并且基于來自CPU 60的控制信號控制對成像鏡頭11的每個透鏡進行驅動的電機等。雖然在附圖中未示出，但是成像裝置100包括檢測由于相機抖動引起的裝置的模糊的模糊檢測單元。下文中將會描述成像裝置100的操作。在拍攝待機模式中，由相機塊10拍攝的圖像信號在CPU 60的控制下經由相機信號處理單元20輸出到IXD 40，并且作為相機直通圖像而顯示。此外，例如當從輸入單元70輸入用于聚焦的指令輸入信號時，CPU60將控制信號輸出到鏡頭驅動控制單元80，成像鏡頭11的預定透鏡基于由鏡頭驅動控制單元80進行的控制而移動。當由來自輸入單元70的指令輸入信號使相機塊10的快門(未示出)工作時，所拍攝的圖像信號被從相機信號處理單元20輸出到圖像處理單元30并受到壓縮編碼處理，被轉換為預定數據格式的數字數據。經轉換的數據被輸出到R/W 50并且寫入到存儲卡1000。這里，在輸入單元70的快門釋放按鈕被半按壓的情況中、在快門釋放按鈕被完全按下進行記錄(拍攝)的情況中或者其他情況中，例如通過鏡頭驅動控制單元80基于來自CPU 60的控制信號來移動成像鏡頭11的預定透鏡。
在將要再現記錄在存儲卡1000上的圖像數據的情況中，根據在輸入單元70上的操作來由R/W 50從存儲卡1000讀取預定圖像數據，并且由圖像處理單元30執(zhí)行解壓縮解碼處理，在期之后，再現的圖像信號被輸出到IXD 40并且顯示再現圖像。此外，CPU 60基于從模糊檢測單元(未示出)輸出的信號來操作鏡頭驅動控制單元80，并且根據模糊量沿著與光軸Zl基本垂直的方向移動模糊校正透鏡GS。這里，雖然在上述實施例中已經示出了成像裝置應用到數字靜態(tài)相機的示例，但是成像裝置的應用范圍不局限于數字靜態(tài)相機，各種其他的電子設備也可以是成像裝置100的具體目標。例如，諸如可替換鏡頭式相機、數字視頻相機、內置數字視頻相機的移動相機以及PDA(個人數字助理)的各種其他電子設備也可以是成像裝置100的具體示例。示例下面將會描述根據本實施例的成像鏡頭的具體數值示例。這里，每個表格以及描述中的符號的含義等如下所示?！懊鍺o. ”表示被賦予了該符號的第i個面的編號，使得該編號在最接近物方的構成元件的面作為第I號的狀態(tài)下按照朝向像方的順序增加。“Ri”表示第i個面的曲率半徑(mm)。“Di”表示第i個面與第i+1個面之間在光軸上的間隔(mm)。“Ndi”表示具有第i個面的光學組件的材料(介質)的d線(波長587. 6nm)的折射率的值?！?u di”表示具有第i個面的光學組件的材料對于d線的阿貝數的值。此外，Fno表示F數，f表示整個系統(tǒng)的焦距，ω表示半角，β表示拍攝放大率(橫向放大率)。根據下文中的每個數值示例的成像鏡頭I到8都由孔徑光闌St、布置在孔徑光闌St的物方的前組Gf以及布置在孔徑光闌St的像方的后組Gr構成。此外，通過使與孔徑光闌St相鄰的具有正屈光度的透鏡作為模糊校正透鏡GS在與光軸不同的方向(基本垂直的方向)上移動，來在圖像面 上窒息嘎那模糊校正。此外，成像鏡頭I到8中每一者都包括布置為與模糊校正透鏡GS在像方相鄰的具有正屈光度的透鏡組GrA、布置為與透鏡組GrA在像方相鄰的具有負屈光度的透鏡組GrB以及布置在透鏡組GrB的像方的具有正屈光度的透鏡組GrC。模糊校正透鏡GS、透鏡組GrA和透鏡組GrB分別由一個或兩個透鏡構成。通過使透鏡組GrA或透鏡組GrB作為聚焦透鏡組沿著光軸方向移動來執(zhí)行聚焦。數值示例I表I和表2示出了與根據圖1中示出的第一構造示例的成像鏡頭I相對應的具體鏡頭數據。具體地，基本鏡頭數據在表I中示出，并且其他數據在表2中示出。在成像鏡頭I中，因為透鏡組GrB作為聚焦透鏡組而移動，所以透鏡組GrB的前方和后方的表面間隔的值是可變的。在無限遠聚焦和有限距離聚焦時的可變面間隔的值在表2連同Fno、f、ω和β的值一同不出。在成像鏡頭I中，從物方起按照順序由雙凸透鏡、凸面面向物方的正彎月透鏡、凸面面向物方的負彎月透鏡、雙凹透鏡和雙凸透鏡來構成前組Gf。在前組Gf中最接近像方的雙凸透鏡是模糊校正透鏡GS。透鏡組GrA由負彎月透鏡和雙凸透鏡形成的膠合透鏡構成，該負彎月透鏡中的凸面面向物方。透鏡組GrB由雙凹透鏡構成。透鏡組GrC由雙凸透鏡和負彎月透鏡構成，該負彎月透鏡中凹面面向物方。表I
權利要求
1.一種成像鏡頭，包括 孔徑光闌； 前組，其布置在所述孔徑光闌的物方；以及 后組，其布置在所述孔徑光闌的像方， 其中，通過在所述前組或后組內包括與所述孔徑光闌相鄰的具有正屈光度的透鏡并使所述具有正屈光度的透鏡作為模糊校正透鏡在與光軸不同的方向上移動，來在圖像面上進行圖像模糊校正， 所述后組包括具有正屈光度的透鏡組GrA和具有負屈光度的透鏡組GrB，所述透鏡組GrA被布置在與所述模糊校正透鏡相鄰的像方，所述透鏡組GrB被布置在與所述透鏡組GrA相鄰的像方， 所述模糊校正透鏡、所述透鏡組GrA和所述透鏡組GrB分別由一個或兩個透鏡構成，通過使所述透鏡組GrA或所述透鏡組GrB作為聚焦透鏡組沿著所述光軸方向移動，來執(zhí)行聚焦，并且 以下每個關系式都得到滿足 -1. O < f/fla < O. 5......(I) (β f+1/β fT2 < O. 16......(2) 其中， f :整個系統(tǒng)的焦距 fla 比所述模糊校正透鏡更靠物方的透鏡組的焦距 β f :所述聚焦透鏡組的橫向放大率。
2.根據權利要求1所述的成像鏡頭， 其中，以下公式得到滿足 O. 5 < fS/f <2......(3) 其中， fS :所述模糊校正透鏡的焦距。
3.根據權利要求1所述的成像鏡頭， 其中，以下公式得到滿足 O. 2 < rGrB/f < O. 9......(4) 其中， rGrB :所述透鏡組GrB的最接近像方的面的曲率半徑。
4.根據權利要求1所述的成像鏡頭， 其中，以下公式得到滿足 30. 5 < υ dS......(5) 其中， u dS :所述模糊校正透鏡的介質對于d線的阿貝數。
5.根據權利要求1所述的成像鏡頭， 其中，所述透鏡組GrA由負透鏡和正透鏡的膠合透鏡構成。
6.根據權利要求1所述的成像鏡頭， 所述后組還包括布置在所述透鏡組GrB的像方的、具有正屈光度的透鏡組GrC。
7.一種成像裝置，包括 成像鏡頭；以及 成像元件，其由所述成像鏡頭形成，根據光學圖像輸出成像信號， 其中，所述成像鏡頭由孔徑光闌、布置在所述孔徑光闌的物方的前組以及布置在所述孔徑光闌的像方的后組構成， 通過在所述前組或后組內包括與所述孔徑光闌相鄰的具有正屈光度的透鏡并使所述具有正屈光度的透鏡作為模糊校正透鏡在與光軸不同的方向上移動，來在圖像面上進行圖像模糊校正， 所述后組包括具有正屈光度的透鏡組GrA和具有負屈光度的透鏡組GrB，所述透鏡組GrA被布置在與所述模糊校正透鏡相鄰的像方，所述透鏡組GrB被布置在與所述透鏡組GrA相鄰的像方， 所述模糊校正透鏡、所述透鏡組GrA和所述透鏡組GrB分別由一個或兩個透鏡構成，通過使所述透鏡組GrA或所述透鏡組GrB作為聚焦透鏡組沿著所述光軸方向移動，來執(zhí)行聚焦，并且 以下每個關系式都得到滿足 -1. O < f/fla < O. 5......(I) (β f+1/β fT2 < O. 16......(2) 其中 f :整個系統(tǒng)的焦距 fla 比所述模糊校正透鏡更靠物方的透鏡組的焦距 β f :所述聚焦透鏡組的橫向放大率。
全文摘要
本發(fā)明涉及成像鏡頭和成像裝置。該成像鏡頭包括孔徑光闌；布置在物方的前組；布置在像方的后組，其中，通過包括具有正屈光度的透鏡并使該具有正屈光度的透鏡作為模糊校正透鏡在與光軸不同的方向上移動而在圖像面上進行圖像模糊校正，后組包括具有正屈光度的透鏡組GrA和具有負屈光度的透鏡組GrB，模糊校正透鏡、透鏡組GrA和透鏡組GrB分別包括一個或兩個透鏡構成，以下每個關系式都得到滿足-1.0＜f/f1a＜0.5(βf+1/βf)-2＜0.16其中f整個系統(tǒng)的焦距f1a比模糊校正透鏡更靠物方的透鏡組的焦距βf聚焦透鏡組的橫向放大率。
文檔編號G02B13/00GK103064172SQ20121039487
公開日2013年4月24日 申請日期2012年10月15日 優(yōu)先權日2011年10月20日
發(fā)明者宮川直己, 松本博之 申請人:索尼公司