攝影鏡頭和裝有該攝影鏡頭的攝影機制造技術

一種攝影裝置，其由物方至象方依次包括：由塑料制做的凸面朝向物方的第一塊彎月形正透鏡；由塑料制做的第二塊雙凹形負透鏡；由玻璃材料制做的第三塊雙凸形正透鏡，以及一光闌，其中滿足以下條件：０．８〈ｆ１／ｆ〈１．１８（１）０．９５〈（ｔｄ＋ｓｋ）／ｆ〈１．１２（２）式中ｆ１和ｆ分別為第一塊透鏡和整個攝影鏡頭的焦距；ｔｄ為從第一透鏡物方的透鏡表面至第三透鏡象方的透鏡表面的距離；ｓｋ為調(diào)焦至無窮遠目標時的后焦距。（*該技術在2018年保護過期，可自由使用*）

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及攝影鏡頭，更準確地說，涉及一種總起來包括三透鏡組元及在透鏡組之后帶有光闌的攝影鏡頭。更進一步準確地說，本專利技術涉及一種光闌在后型攝影鏡頭，其視場角增寬至約70°，而仍能容許象差在成象畫面的整個區(qū)域被很好地矯正，其整個透鏡組的總長度比較短，還適合于鏡間快門(Lens shutter)的攝影機或攝象機。迄今為止，對于諸如鏡間快門攝影機之類的小型攝影機來說，廣泛使用一種三片型攝影鏡頭，其由物方開始依次包括一正透鏡、一負透鏡及一正透鏡，這是由于通過少量的透鏡元件能夠獲得較好的光學常數(shù)。在此三片型攝影鏡頭中，有一種帶有光闌配置于透鏡組之后的。使用這種光闌在后型的攝影鏡頭，可以導至使其整個透鏡組的尺寸比較容易減小。另外，對此鏡頭的機械固定在結構上變得比較簡單，并能夠精確和可靠地對其進行調(diào)焦。因此這種類型的鏡頭已被廣泛應用在攝影機中。盡管此三片型攝影鏡頭具有上述一些優(yōu)點，但當其被設計成拓寬的視場角時，三片型攝影鏡頭往往會導致其在成象畫面的邊緣區(qū)域產(chǎn)生大的象散。為此，例如日本已被提交公開的專利申請No.昭59-34510曾經(jīng)提議，對于所有這些透鏡元件可選擇高折射率的玻璃材料，以在邊緣區(qū)域保持良好的光學特性。然而高折射率的玻璃材料是昂貴的，且其再加工困難。為了這個緣故，日本已被提交公開的專利申請No.平1-133016以及日本專利公開No.平7-60213和平7-92542，曾經(jīng)提出利用塑性材料制造攝影鏡頭的某些組元的可供選擇建議，因為這類材料適合于通過注模實現(xiàn)的比較容易生產(chǎn)的工藝。除了這些之外，在光闌在后型攝影鏡頭中采用三片形式，例如已被公開在日本專利公開No.昭48-5494和No.昭50-2807中。在以上提到的這些參考文獻建議的這些攝影鏡頭之中，日本專利公開No.平7-60213和No.平7-92542，其所具有的在前的或第一塊透鏡元件是使用高折射率的玻璃材料制造的。因此，第一塊透鏡元件的外徑變得比第二和第三塊透鏡元件的外徑大。此外，由于前表面的曲率半徑必需小，故其它一些問題便產(chǎn)生，如產(chǎn)生大的象差，而且整個透鏡組的尺寸趨于較大地增加。在日本早期公開的專利申請No.平1-133016建議的攝影鏡頭中，其最后一個或者第三個正折射本領的透鏡元件中，所采用的是非球面與高折射率玻璃材料的組合。然而這種攝影鏡頭的視場角窄到60°，而且整個透鏡組的總長度會變得比較長。日本專利公開No.昭48-5494和昭50-2807中提出的攝影鏡頭，其視場角比較窄，為55°。此外，其第一透鏡表面和象平面之間距離與焦距之比(即所謂的“遠攝”比率)大于1.1，以致趨向于具有整個透鏡組總長度比較長。本專利技術采用透鏡組之后配置光闌的三片形式，并且提出透鏡形狀和其它參數(shù)設計的正確規(guī)則。因此，本專利技術的目的在于提供一種光闌在后型攝影鏡頭，其中整個透鏡組的總長度被縮短至緊湊的尺寸，且當視場角增寬時，在成象畫面的整個區(qū)域的象差可保持在良好的平衡。為了達到上述目的，根據(jù)本專利技術的一個方面，提供一種光闌在后型攝影鏡頭，其由物方至象方依次包括一由塑料制做的凸面朝向物方的第一塊彎月形正透鏡；一由塑料制做的第二塊雙凹塊負透鏡；一由玻璃材料制做的第三塊雙凸形正透鏡，以及一光闌，其中滿足以下條件0.8＜f1/f＜1.18 (1)0.95＜(td+sk)/f＜1.12(2)式中f1和f分別為第一塊透鏡的焦距和整個攝影鏡頭的焦距；td為從第一塊透鏡物方一側的透鏡表面到第三塊透鏡象方一側的透鏡表面的距離；而且SK為調(diào)焦至無窮遠目標時的后焦距。本專利技術的上述以及其它一些目的和方面，由以下結合附圖詳細描述其最佳實施例將變得更加清楚。附圖說明圖1為該攝影鏡頭數(shù)字實例1的縱剖面圖。圖2A至2D為圖示數(shù)字實例1的各種象差。圖3A至3D為圖示數(shù)字實例2的各種象差。圖4A至4D為圖示數(shù)字實例3的各種象差。圖5A至5D為圖示數(shù)字實例4的各種象差。圖6A至6D為圖示數(shù)字實例5的各種象差。圖7A及7B為攝影裝置主要部件的原理圖。此后，將參照附圖詳細描述本專利技術的最佳實施例。圖1以透鏡框圖的形式就數(shù)字實例1表示本專利技術的實施例，該數(shù)字實例1的數(shù)據(jù)將在隨后敘述。參見圖1，第一塊正透鏡L1被加工成凸面朝向物方的彎月形狀，且由塑料如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)制成。第二塊負透鏡L2被加工成雙凹形狀，且由塑料如聚碳酸酯制成。第三塊正透鏡L3被加工成雙凸形狀，并且由玻璃材料制成。在第三塊透鏡L3和象平面IP之間的后空間中，配置有光闌SP連同快門機構(未表示)一起。第一、第二和第三塊透鏡的所有表面均加工成球面。此外，通過如上所述為所有透鏡元件指定材料及形狀，并通過確定其設計參數(shù)以便滿足上述條件(1)及(2)，整個透鏡組的尺寸可被減小，而仍能保持對成象畫面整個區(qū)域擬達到的高光學性能。上述每個條件(1)和(2)的技術含義解釋如下。條件(1)的不等式給出了第一塊透鏡折射本領的取值范圍。當條件(1)的下限被超出時，由于這意味著第一塊透鏡的折射本領太強，所以象散變得難以矯正。當其上限被超出時，象場彎曲特別是對于邊緣區(qū)域變得難以矯正。條件(2)的不等式給出了整個透鏡組總長度(或從前頂點至象平面的距離)的取值范圍。當其下限被超出時，球差和象散不能很好地平衡。當其上限被超出時，整個透鏡組的總長度變得比需要的長。與此同時，失去象場彎曲和彗差間的良好平衡。以致于其在成象畫面的邊緣區(qū)域難以保持良好的光學性能。在該實施例的上述范圍內(nèi)，為了達到進一步改進整個透鏡組的緊湊形式和進一步增寬其視場角，而仍能容許在成象畫面的整個區(qū)域獲得高的光學性能，更為可取地是至少滿足下述各組條件之一。(A1)假定第i個透鏡元件的材料折射率用Ni表示，則應滿足下述條件1.45＜N1＜1.55(3)1.55＜N2＜1.65(4)1.75＜N3 (5)條件(3)，(4)及(5)的不等式給出了所有各透鏡元件折射率的取值范圍，而且其目的在于進一步按這樣一種方式拓寬其視場角，以使其在成象畫面的整個區(qū)域保持良好的光學性能。當條件(3)的下限或者條件(4)的上限或下限被超過時，其難以按照良好的平衡來矯正球差和彗差。當條件(3)的上限或者條件(5)的下限被超過時，其矯正象場彎曲和象散變得困難(A2)假定第一和第三塊透鏡的焦距分別用f1和f3表示，則以下條件應滿足2＜f1/f3＜4 (6)條件(6)的不等式給出了第一和第三塊透鏡折射本領之比的取值范圍。當其下限被超過時，畸變變壞。當其上限被超過時，圖象焦點的平衡變壞。(A3)假定第i個透鏡的焦距用fi表示；第一塊透鏡和第二塊透鏡之間以及第二塊透鏡和第三塊透鏡之間的軸向間隔分別由D2和D4表示；由第一塊透鏡物方的透鏡表面至第三塊透鏡象方的透鏡表面的距離由td表示；整個透鏡組的焦距由f表示，則應滿足下述條件0.2＜td/f＜0.25 (7)-01＜f2/f3＜-0.8 (8)1＜D2/D4＜2.5 (9)-0.4＜f2/f＜-0.25 (10)條件(7)的不等式給出了透鏡厚度的取值范圍(或者從第一個透鏡表面至最后透鏡表面的長度)。當其下限被超過時，所需要的f數(shù)很難得到。換而言之，透鏡組變得比較暗淡(darker)。當其上限被超出時，整個透鏡組的實際長度變得比需要的長。與此同時，象場彎曲失去良好的本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種攝影鏡頭，其由物方至象方依次包括： 一具有凸面朝向物方的彎月形狀的正折射本領的第一塊透鏡，所述第一透鏡由塑性材料制成； 一具有雙凹形狀的負折射本領的第二塊透鏡，所述第二透鏡由塑性材料制成； 一具有雙凸形狀的正折射本領的第三塊透鏡，所述第三透鏡由玻璃材料制成，以及 一光闌， 其中滿足以下條件： ０．８＜ｆ１／ｆ＜１．１８ ０．９５＜（ｔｄ＋ｓｋ）／ｆ＜１．１２ 其中ｆ１為上述第一塊透鏡的焦距；ｆ為整個攝影鏡頭的焦距；ｔｄ為從上述第一塊透鏡物方一側的透鏡表面到上述第三塊透鏡象方一側的透鏡表面的距離；而且ＳＫ為調(diào)焦至無窮遠目標時的后焦距。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：齋藤博，
申請(專利權)人：佳能株式會社，
類型：發(fā)明
國別省市：JP[日本]