[發明專利]用于自動對焦應用的、焦距固定和結構長度恒定的鏡頭

在審

• 申請號: 202111254636.5
• 申請日: 2017-09-18
• 公開（公告）號: CN113960786A
• 公開（公告）日: 2022-01-21
• 發明（設計）人: S·卡曼斯;D·斯圖布爾;S·羅斯
• 申請（專利權）人: 萊卡照相機股份公司
• 主分類號: G02B27/00
• 分類號: G02B27/00;G02B13/18;G02B13/04;G02B9/60
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 劉丹;吳鵬

本發明涉及一種焦距固定的鏡頭，該鏡頭由五個透鏡組構成，其中，三個透鏡組(G1、G3、G5)位置固定并且另兩個透鏡組(G2、G4)沿著光軸可移動，其中，從物側來看的第一前透鏡組(G1)相對于成像平面(IM)位置固定地、第二透鏡組作為前對焦組(G2)相對于成像平面可移動地、含有開度可調的位置固定的可變光圈(AP)的正的或負的屈光力的第三透鏡組作為中間組(G3)相對于成像平面位置固定地、第四透鏡組作為后對焦組(G4)相對于成像平面可移動地、以及第五后透鏡組(G5)相對于成像平面位置固定地布置在鏡頭的鏡筒中，為使鏡頭對焦到不同物距的物體上，前對焦組(G2)以及后對焦組(G4)都能相對于彼此并且相對于位置固定地布置的透鏡組(G1、G2、G3)運動。

本申請是申請號為No.201780057133.4的專利申請的分案申請，原申請的申請日為2017年9月18日，發明名稱為“用于自動對焦應用的、焦距固定和結構長度恒定的鏡頭”。

技術領域

本發明涉及一種根據權利要求1的前序部分所述的焦距固定的可更換的鏡頭/鏡頭。

背景技術

用于攝影拍攝目的的這種鏡頭從模擬攝影已知，并且同樣也用于數字拍攝。越來越多地，數碼相機不再具有可擺動進入拍攝光路和從中擺出的反光鏡(該反光鏡使待攝影的物場為了對焦目的和為了選擇圖像部分而通過棱鏡偏移到取景器中)，而是通過利用拍攝傳感器實現的持久的拍攝并且借助于由此獲得的、顯示在相機背側的顯示器上的對象區域或借助于電子取景器(Electronic View Finder)來選擇圖像。鏡頭的對焦借助于電子自動對焦信號和相應地操控鏡頭中的對焦元件自動實現。通常，為了產生好的成像性能，攝影鏡頭由兩個或多個透鏡組構成，透鏡組又具有單獨的位置固定的或可沿著光軸移動的透鏡元件。已知的是，為了針對不同的物距使鏡頭對焦，設置有可沿著光軸移動的透鏡組。這例如可為鏡頭頭部，即，面向物平面的前透鏡組或整個鏡頭。這種布置也稱為整體對焦。然而，在這種類型的對焦中，鏡頭的結構長度在對焦期間發生變化，這帶來在密封性方面的缺點。因此，還已知這樣的鏡頭，在其中，可移動地安置在鏡頭中的透鏡元件、即所謂的對焦元件沿著光軸移動。這種布置還被稱為內對焦。雖然這種結構類型的鏡頭可在從無限遠的物距直至幾米或甚至幾厘米的近距離的、寬的范圍內進行對焦，即，實現物體到拍攝平面上的清晰成像，但正是在近距離中光學成像性能下降。光學圖像缺陷/像差例如畸變、像場彎曲、球差、色差和彗差增加。此時，雖然對焦到期望的物距，但圖像結果通常不再滿足對現代拍攝系統的成像性能的要求。然而，如果應達到高的成像性能，則需要具有大量不同透鏡的復雜且昂貴的鏡頭結構。替代地，已知的是，為了提高在具有全對焦的鏡頭中的成像性能，尤其在近距離中的成像性能，設置可運動的第二透鏡元件，即所謂的浮動元件，其抵消像差，但在其他方面對焦點位置沒有影響。

為了實現焦距可變的鏡頭(變焦鏡頭)，大多設置有可在曲線上相對彼此調整的至少兩個透鏡元件或透鏡組。對焦仍然利用可為了對焦而進行調整的對焦元件來實現。因此，在這種已知的鏡頭中，由兩個透鏡組構成的組承擔焦距變化的任務，并且與之獨立地將另一透鏡組用于對焦。

例如由US 2013/0070124 A1已知具有焦距可變的這種鏡頭。該鏡頭具有可運動的三個透鏡組以用于改變焦距和焦點。

由US 8 619 374 B2已知具有焦距可變的可更換的鏡頭。在固定不動的前透鏡組之后跟隨著的是可沿軸向調整的用于改變焦距的透鏡組。在固定不動的兩個另外的透鏡組之間插入有兩個可彼此獨立地調整的對焦透鏡組。借助于這兩個對焦透鏡組應根據焦距的變化補償出現的像差。

發明內容

本發明的目的在于，在具有固定焦距的可更換的鏡頭中，在對焦到從無限遠到低于30cm的極近距離的不同物距上時，或在成像比例高達1:3的情況下，能夠實現非常高的恒定的圖像質量，其中，對于對焦所需的透鏡應在低的重量的情況下具有簡單的構造，以便可以以高的加速度實現快速且安靜的自動對焦驅動。此外，鏡頭應適于用在具有短的法蘭距的無反拍攝系統中，具有短的后截距并且同時在鏡頭的出射光瞳與成像平面之間具有足夠大的距離。為了適用于現代的圖像傳感器，成像平面中的光入射角從垂直方向看不應過大。