专利名称：：成像光学系统,照相装置,以及个人数字助理的利记博彩app
技术领域：
：本发明涉及一种成像光学系统，利用该成像光学系统的照相装置，以及利用该照相装置的个人数字助理。
背景技术：
：随着数码相机变得广泛流行，希望其有更好的外形和吏高的性能。特别的，需要相机主体进一步小型化，以有更好的外形，并且为了更高的性能，需要更好的图像质量，更宽的角度和能够对应于超过一千万像素的像素更大的口径。在短距离物体的情况下良好的图像质量，也需要微距拍摄的能力，以及节能性能。例如，在日本专利公开说明书第2005-292344号，日本专利公开说明书第2005-257912号，日本专利说明书第3607958号以及日本专利说明书第3352264号中公开了一种成像光学系统，该系统当"从无限远的物体到短距离物体聚焦"时移动多个透镜组。包括在聚焦时固定的透镜组以及移动以用于聚焦的两个聚焦透镜组的三个透镜组设置在图像侧，换言之，设置在光圈的聚焦图像的一侧的结构在日本专利公开说明书第2005-292344号中公开。然而，在该结构中，F凄tA2.1或者更大。另一方面，在日本专利公开说明书第2005-257912号、日本专利说明书第3607958号以及日本专利说明书第3352264号中公开的成像光学系统中，光圏在聚焦时移动。
发明内容本发明的一个目的是提供一种新型的成像光学系统，该系统具有能够对应于超过一千万像素的成像元件的良好图像质量，半视场角超过38度的宽角度视野，F在2.1之下的大口径，但是尺寸小，即使用于聚焦不需要较强体也有良好的性能；利用所述成像光学系统的照相装置；以及利用所述照相装置的个人数字助理。为了实现上述目的，才艮据本发明一个实施例的成像光学系统包括第一透镜组，光圏，以及具有正焦度的第二透镜组。所述第一透镜组，光圈以及第二透镜组从物体的一侧依次设置。所述第二透镜组包括具有正焦度的第二前透镜组和具有正焦度的第二后透镜组。所述第二前透镜组和所述第二后透镜组从物体侧依次设置。当从无限远物体聚焦到短距离物体时，所述第一透镜组和光圈固定，而所述第二前透镜组和第二后透镜组以互相不同的移动量移动。如上所述，'本发明能够提供一种新型成像光学系统(成像透镜系统)。如在实施例中所述，根据本发明的成像光学系统实现了一种成像光学系统，该成像光学系统具有能够对应于超过一千万像素的成像元件的良好图像质量，半视场角超过38度的宽角度视野，F数在2.1之下或者更小的大口径，即使用于聚焦短距离物体也不需要较强驱动力的良好的性能。本发明提供了一种利用所述成像光学系统的小型照相装置和利用所述照相装置的个人数字助理，所述照相装置通过装备有相互关联的成像元件具有良好的性能。图1是根据本发明的成像光学系统的第一实施例的光学布置图2是根据本发明的成像光学系统的第二实施例的光学布置图3是根据本发明的成像光学系统的第三实施例的光学布置图4是才艮据本发明的成像光学系统的第四实施例的光学布置图5是第一实施例的光学成像系统的"无限远物体"的像差曲线图6是第一实施例的光学成像系统的"距最靠物体侧(mostobjectside)300mm距离处的物体"的像差曲线图7是第一实施例的光学成像系统的"距最靠物体侧125mm距离处的物体"的像差曲线图8是第二实施例的光学成像系统的"无限远物体"的像差曲线图；图9是第二实施例的光学成像系统的"距最靠物体侧300mm距离处的物体"的像差曲线图IO是第二实施例的光学成像系统的"距最靠物体侧125mm距离处的物体"的^象差曲线图ll是第三实施例的光学成像系统的"无限远物体"的像差曲线图；图12是第三实施例的光学成像系统的"距最靠物体侧300mm距离处的物体"的像差曲线图13是第三实施例的光学成像系统的"距最靠物体侧125mm距离处的物体"的像差曲线图14是第四实施例的光学成像系统的"无限远物体，，的像差曲线图；图15是第四实施例的光学成像系统的"距最靠物体侧300mm距离处的物体"的像差曲线图16是第四实施例的光学成像系统的"距最靠物体侧125mm距离处的物体"的^f象差曲线图17A到17B是示出了个人数字助理的实施例的视图18是图17中的个人数字助理的系统结构的一个实施例的方块图。具体实施例方式本发明的优选实施例将在下文中参照附图详细描述。图1、2、3、4示出了根据本发明的成像光学系统的四个实施例。这四个实施例对应于在下文中按顺序说明的第一、第二、第三以及第四实施例。在图1、2、3、4中示出的每个成像光学系统包括第一透镜组、光圈、第二透镜组，它们从物体侧依次设置。第二透镜组包括具有正焦度的第二前透镜组和具有负焦度的第二后透镜组，它们从物体侧依次设置。当从无限远物体聚焦到短距离物体时，所述第一透镜组和所述光圈固定，并且所述第二前透镜组和所述第二后透镜组以互相不同的移动量移动。当从无限远物体聚焦到短距离物体时，所述第二前透镜组和所述第二后透镜组朝向物体侧移动。所述第一透镜组具有正焦度。当从无限远物体聚焦到短距离物体时，所述第二前透镜组和所述第二后透镜组之间的间距增大。在第二前透镜组中正透镜、负透镜、负透镜、正透镜从物体侧依次设置。所述第二后透镜组由"一个正透镜"组成。根据第二前透镜组的四个透镜，物体侧的负透镜和正透镜粘合，而图像侧的负透镜和正透镜粘合。在根据本发明的成像光学系统中，当从无限远物体到短距离物体聚焦时，优选第二前透镜组和第二后透镜组向物体侧移动。在根据本发明的成像光学系统中，优选满足下面的条件表达式(1)0.2<D—S2/f<1.5其中，D一S2是向无限远聚焦时光圏与第二透镜组之间的间距。在根据本发明的成像光学系统中，优选满足下面的条件表达式(2)0.1<f2a/f2b<3.0其中f2a是第二前透镜组的焦距，而f2b是第二后透镜組的焦距。在根据本发明的成像光学系统中，优选第一透镜组具有正焦度。在第一透镜组具有正焦度的情况下，优选满足下面的条件表达式(3)0.1<f2a/fl<3.0其中fl是第一透镜组的焦距，而f2a是第二前透镜组的焦距。在根据本发明的成像光学系统中，优选第二前透镜组和第二后透镜组之间的间距增大。在从无限远距离物体到短距离物体聚焦的情况下，优选满足下面的条件表达式(4)0.05<D2—b/D2—a<0.7其中D2—a是从无限远的物体到离开物体侧的透镜(100xf/Y，)mm距离的物体聚焦时第二前透镜组的移动量，而D2—b是第二后透镜组的移动量。这里，在条件表达式(4)中，Y，是最高图像，而f是整个系统的焦距。根据本发明的成像光学系统的第二前透镜组能够从物体侧按照正透镜、负透镜、负透镜、正透镜的顺序依次设置。根据本发明的成像光学系统的第二后透镜组可以由一个正透镜构成。根据本发明的照相装置包括如上所述的任何一个成像光学系统。所述照相装置具有成像元件以通过成像光学系统获得拍摄图像，并且将拍摄图像转换成数字信息。所述相机可以是数码相机。根据本发明的个人数字助理具有上述照相装置。与其中当进行聚焦时需要移动较大尺寸的前室(frontcell),并且因此需要更大的驱动机构和较大的驱动能量的整体延伸法相比，由于聚焦透镜组的延伸量较小，能够利用较少的能量通过小尺寸的驱动机构的后聚焦法变得广泛流行o在后聚焦法中，存在由于聚焦视场倾斜的问题。特别的，成像光学系统的口径越大，视场倾斜对图像的影响更大。在整个透镜组与单聚焦组作为一个聚焦的情况下，在短距离物体上聚焦时，很容易观察到图像退化。即，在后聚焦法中需要解决的一个问题。在根据本发明用于解决所述问题的成像光学系统中，作为聚焦透镜组的第二透镜组设置在图像侧，而非光圏侧，并且从物体的一侧按顺序包括具有正折射能力的第二前透镜组和具有正折射能力的第二后透镜组。由于在从无限远物体到短距离物体聚焦时第二前透镜组和第二后透4fe组以互相不同的移动量移动的结果，球面像差和彗形像差的退化将^皮抑制，并且视场倾斜也能够^皮同时抑制。另外，所述第一透镜组和所述光圈在聚焦时固定，并且由于被固定的结果，不需要较强的驱动力。所述第二前透镜组和第二后透镜组在从无限远物体到短距离物体聚焦时一起向物体侧移动。通过将具有正折射能力的第二后透镜组和第二前透镜组一起向物体侧移动，能够实现高效的聚焦。球面像差和彗形像差的退化，以及视场倾斜很容易通过在保持平衡的状态下移动第二前透镜组和第二后透镜组而得到抑制。在短距离物体的情况下，条件表达式(1)确保了更高的性能。在值小于条件表达式(1)中的下限值的情况下，光圏和第二前透镜组之间的间距变得极小，第二前透镜组朝向光圈的移动量不能增大，因此，在第二后透镜组处的聚焦增大，并且很难抑制球面像差和彗形像差的退化，以及视场的倾斜。在值大于条件表达式(1)中的上限值的情况下，光圏和第二前透镜组之间的间距增大，光轴之外经过第二前透镜组的光线增多，并且很难更正光轴之外的像差。对于条件表达式，更希望其具有比使用其参数的条件表达式(1)更窄的范围(1，)0.3<D—S2/f<1.0条件表达式(2)确保在短距离物体的情况下具有更高的性能。在值大于条件表达式(2)的上限值的情况下，第二后透镜组的正焦度比第二前透镜组的正焦度强很多，并且第二前透镜组的移动几乎对聚焦没有贡献。因此，由于第二后透镜组的聚焦移动量变得非常大，所以很难抑制短距离物体的球面像差和彗形像差的退化，以及视场倾斜。在值小于条件表达式(2)中的下限值的情况下，由于第二前透镜组的正焦度比第二后透镜组的正焦度强很多，因此很难更正球面像差和彗形像差，等等。对于条件表达式，更希望其具有比使用其参数的条件表达式(2)更窄的范围(2，)0.3<f2a/f2b<2.0第一透镜组优选具有正焦度。本发明的目的是能够解决第一透镜组是否具有正焦度或负焦度的问题。在具有负焦度的第一透镜组的情况下，球面像差的退化变得更严重。条件表达式(3)确保在具有正焦度的第一透镜组的情况下具有更高的性能。在值小于条件表达式(3)的下限值的情况下，由于第二前透镜组的焦度比第一透镜组的正焦度强很多，由于聚焦时第二前透镜组的移动，球面像差的退化变得很严重。在值大于条件表达式(3)的上限值的情况下，由于第一透镜组的正焦度比第二前透镜组的正焦度强很多，很难更正光轴上或者光轴之外的像差。对于条件表达式，更希望其具有比使用其参数的条件表达式(2)更窄的范围(3，)0.2<f2a/f1<2.5希望在从无限远物体到短距离物体聚焦时通过第二前透镜组和第二后透镜组的移动而聚焦的同时，增大第二前透镜组和第二后透镜组之间的间距。在利用第二前透镜组和第二后透镜组相同的移动量聚焦的情况下，视场倾斜。在通过增大第二前透镜组和第二后透镜组之间的间距而聚焦的情况下，视场倾斜能够被抑制。条件表达式(4)确保在通过增大在第二前透镜组和第二后透镜组之间的间距而聚焦的情况下具有更高的性能。在值小于条件表达式(4)中的下限值的情况下，第二透镜组处的聚焦效果变大，并且球面像差变得更严重。在值大于条件表达式(4)中的上限值的情况下，在短距离物体的情况下很难更正视场倾斜。对于条件表达式，更希望其具有比使用其参数的条件表达式(4)更窄的范围(4，)0.05<D2—b/D2—a<0.5优选第二前透镜组从物体侧以正透镜、负透镜、负透镜、正透镜的顺序依次设置。由于光圏接近第二前透镜组，因此光束变粗(rough)。在成像光学系统具有更大口径的情况下，所述光束变得更粗，为了充分的更正球面像差和彗形像差，需要高质量的透镜，并且像差可以通过正透镜、负透镜、负透镜以及正透镜的组成得到更正。在正透镜、负透镜、负透镜以及正透镜的组成的情况下，优选物体侧的两个透镜和图像侧的两个透镜分别形成为粘合透镜。并且优选第二前透镜组是非球形的，因此，通过在聚焦时的移动能够抑制像差。所述第二后透镜组可以由一个正透镜组成。由于轴外光线经过比光轴高的位置，因此如果第二后透镜组包括多个透镜，将导致大尺寸的成像光学系统。单个正透镜构成第二后透镜组可以具有非球形表面，朝向周边正焦度降低。另外，如下面的实施例所说明的，条件(1)到(4),以及(1，)到(4，)得到满足。图17用来说明"个人数字助理"的一个实施例。图17示出了说明数码相机的外形的视图。图17A示出了前侧视图和上表面视图，而图17B示出了后侧视图。所述装置包括根据本发明作为成像透镜1的成像光学系统。图18说明了个人数字助理的"系统组成"。如图18所示，所述装置包括成像透镜1和成像元件13，并且构成为通过成像元件13读出由成像透镜1形成的"被成像物体的图像"，并且由中央操作装置控制的信号处理装置14处理来自成像元件13的输出，并将其转换为数字信息。所述装置具有"将拍摄图像转换为数字信息的功能"。实施例接下来，将说明所述成像光学系统的详细实施例。符号的意义如下f:整个系统的焦距；F:F数；co:半视场角；Y':最高图像；R:曲率半径；D:表面分离；N:折射率(d线)；v:阿贝(Abbe)数(d线)；K:非球面圓锥常数；A4:第四非J求面系数；A6:第六非球面系数；A8:第八非球面系数；A10:第十非球面系数；下面的条件表达式通过C、K、A4、A6等等说明了非球面形状。X《H2/[l+7(1-(l+K)C2H2])+A4.H4+A6.H6+A8-H8+A10-H1()其中X是沿光轴方向的深度，H是从光轴起的高度，C是近轴曲率半径的倒数(近轴曲率)，K是圓锥常数，A4，A6…是非球面系数。实施例1图1示出了实施例1的透镜构成。所示出的透镜构成在无限远处聚焦并且与图2、3和4相同。f5.99;F=1.99;co=39.3;Y，=4.8实施例1的数据在表1中示出。表1RDNV玻璃135.0821,201.4387594.94SFPL53(OHARA)<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>"非球面"是表l中带有符号*的表面并且与下面的实施例相同。第四表面K=-0.82391,A4=8.44238E-05,A6=-l,00402E-05，A8=2.96784E-07，A10=-1.02358E-08第六表面A4=3.19453E-05，A6=-1.90098E-06,A8=1.59520E-07，A10=-4.45.55E-09第十四表面K=-26.92849,A4=-1.76448E-05，A6=-8.17352E-06,A8=6.90928E-08,A10=-1.17272E-09例如，"國U7272E-09"意味着"画1.17272x10-9，，。这与下面的实施例相同。另外，"玻璃"意味着玻璃材料，并且括号中的细节是指制造商的规格。"气隙"随着聚焦气隙的变化在表2中示出。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>"条件表达式中的参数值"条件表达式中的参数值在表3中示出。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>图5、6、以及7示出了实施例1的像差曲线图。图5是当"聚焦到无限远"时的像差曲线图，图6是当"从最接近物体侧的透镜到在距离300mm处的物体聚焦"时的像差曲线图，图7是当"从最接近物体侧的透镜到在距离125mm处的物体聚焦"时的像差曲线图。球面像差的虚线示出了正弦条件，图中的象散的实线示出了径向的(sagittal),而虚线示出了经向的。"d"是d线的像差曲线图，"g，，是g线的像差曲线图。这些在下面的像差曲线图中类似的使用。实施例2图2示出了实施例2的透镜构成。f=5.98;F=2,03;co=39.3;Y，=4.8实施例2的数据在表4中示出。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>"非球面"第四表面K=-0.82391，A4=3.31963E-05，A6=-2.95366E-06,A8=-1.27633E-07,A10=-1.85327E-09第六表面A4=2,42187E-05,A6=-1.63597E-06，A8=1.14965E-07，A10=-2.86332E-09第十四表面K=-26,92849，A4=-4.83215E-04，A6=-2.95824E-05，A8=7.23757E-07,A10=-1.04774E-08"气隙"随着聚焦，气隙的变化在表5中示出。表5<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>"条件表达式中的参数值"条件表达式中的参数值在表6中示出。表6<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table><formula>formulaseeoriginaldocumentpage16</formula>图8、9、以及10示出了实施例2的像差曲线闺。图8是当"聚焦到无P艮远"时的像差曲线图，图9是当"从最接近物体侧的透镜到在距离300mm处的物体聚焦"时的像差曲线图，图10是当"从最接近物体侧的透镜到在距离125mm处的物体聚焦"时的像差曲线图。实施例3图3示出了实施例3的透镜构成。卜6.00;F=2.00;oo=39.3;Y，=4.8实施例3的数据在表7中示出。表7<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>"非5求面"第四表面K=-0.82391，A4=8.59739E-05，A6=-2.45827E-06,A8=-4.32075E-08,A10=-6.11565E-09第六表面A4=3.08020E-05,A6=-6.69703E-07,A8=5.33652E-08，A10=-1.27280E-09第十四表面K=-26.92849,A4=-6.08330E-04，A6=-3.50862E-05,A10=-1.32309E-08"气隙"随着聚焦气隙的变化在表8中示出。表8<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>"条件表达式中的参数值"条件表达式中的参数值在表9中示出。表9<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>图11、12、以及13示出了实施例3的像差曲线图。图ll是当"聚焦到无限远，，时的像差曲线图，图12是当"从最接近物体侧的透镜到在距离300mm处的物体聚焦"时的像差曲线图，图13是当"从最接近物体侧的透镜到在距离125mm处的物体聚焦"时的像差曲线图。实施例4图4示出了实施例4的透镜构成。卜6.00;F=1.95;o=39.1;Y，=4.8实施例4的数据在表10中示出。<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>"条件表达式中的参数值"条件表达式中的参数值在表12中示出。表12D—S2/f0.768f2a/f2b0.390f2a/f10.509D2—b/D2—a0細图14、15、以及16示出了实施例4的像差曲线图。图14是当"聚焦到无限远，，时的像差曲线图，图15是当"从最接近物体侧的透镜到在距离300mm处的物体聚焦"时的像差曲线图，图16是当",人最接近物体侧的透镜到在距离125mm处的物体聚焦"时的像差曲线图。每个实施例都能够充分更正像差，确保半视场角超过38度的宽角度视野，F数在2.1之下的大口径，并且最小化且确保在短距离处良好图像质量。应当注意，虽然已经参照示例性实施例描述了本发明，本发明不限于此。考虑到上述内容，意在本发明覆盖各种改进和变化，只要它们落入下面的权利要求和其等价物的范围内。权利要求1.一种成像光学系统，包括第一透镜组；光圈；具有正焦度的第二透镜组，所述第一透镜组、所述光圈以及所述第二透镜组从物体侧依次设置，其中所述第二透镜组包括具有正焦度的第二前透镜组和具有正焦度的第二后透镜组，所述第二前透镜组和第二后透镜组从物体侧依次设置，其中当从无限远距离物体聚焦到短距离物体时，所述第一透镜组和光圈固定，并且所述第二前透镜组和所述第二后透镜组以互相不同的移动量移动。2.根据权利要求1所述的成像光学系统，其中当从无限远距离物体到短距离物体聚焦时，所述第二前透镜组和所述第二后透镜组向物体侧移动。3.根据权利要求2所述的成像光学系统，其中满足条件表达式(1)0.2<D_S2/f<1.5;其中D—S2是聚焦到无限远处时的光圈与第二透镜组之间的间距，f是整个系统的焦距。4.根据权利要求1到3中任一项所述的成像光学系统，其中满足条件表达式(2)0.1<f2a/f2b<3.0其中f2a是第二前透镜组的焦距，而f2b是第二后透镜组的焦距。5.根据权利要求1到3中任一项所述的成像光学系统，其中所述第一透镜组具有正焦度。6.根据权利要求5所述的成像光学系统，其中满足条件表达式(3)0.1<f2a/fl<3.0其中fl是第一透镜组的焦距，而f2a是第二前透镜组的焦距。7.根据权利要求1到3和6中任一项所述的成像光学系统，其中在从无限远距离物体到短距离物体聚焦时，所述第二前透镜组和所述第二后透镜组之间的间距增大。8.根据权利要求7所述的成像光学系统，其中满足条件表达式(4)0.05<D2—b/D2—a<0.7，其中Y，是最高图像，f是整个系统的焦距，D2—a是从无限远的物体到离物体侧的透镜(100xf/Y，)mm距离的物体聚焦时的移动量，而D2—b是第二后透镜组的移动量。9.根据权利要求1到3、6和8中任一项所述的成像光学系统，其中所述第二前透镜组从物体侧以正透镜、负透镜、负透镜、以及正透镜的顺序依次设置。10.根据权利要求1到3、6和8中任一项所述的成像光学系统，其中所述第二后透镜组由一个正透镜构成。11.一种照相装置，该照相装置包括根据权利要求1到10中任一项所述的成像光学系统。12.根据权利要求11所述的照相装置，还包括成像元件，该成像元件通过所述成像光学系统成像，其中包括将所成像的图像转换成数字信息的功能。13.—种包括根据权利要求12所述的照相装置的个人数字助理。全文摘要本发明公开了一种成像光学系统，包括第一透镜组；光圈；具有正焦度的第二透镜组，所述第一透镜组、所述光圈以及所述第二透镜组从物体侧依次设置，其中所述第二透镜组包括具有正焦度的第二前透镜组和具有正焦度的第二后透镜组，所述第二前透镜组和所述第二后透镜组从物体侧依次设置，其中，当从无限远距离物体到短距离物体聚焦时，所述第一透镜组和所述光圈固定，并且所述第二前透镜组和所述第二后透镜组以互相不同的移动量移动。文档编号G02B15/22GK101614866SQ20091015086公开日2009年12月30日申请日期2009年6月25日优先权日2008年6月25日发明者须藤芳文申请人:株式会社理光