[发明专利]用于自动对焦应用的、焦距固定和结构长度恒定的镜头

说明书

本发明涉及一种焦距固定的镜头，该镜头包括五个透镜组，其中三个透镜组(G1、G3、G5)位置固定并且另两个透镜组(G2、G4)为了对焦目的可沿着光轴移动，在此，从物体侧来看的第一前透镜组(G1)相对于成像平面(IM)位置固定地、第二透镜组作为前对焦组(G2)相对于成像平面可移动地、含有位置固定的开度可调的可变光圈(AP)的第三透镜组作为中间组(G3)相对于成像平面位置固定地、第四透镜组作为后对焦组(G4)相对于成像平面可移动地、以及第五后透镜组(G5)相对于成像平面位置固定地布置在镜头镜筒中，前对焦组(G2)以及后对焦组(G4)都相对于彼此以及相对于位置固定地布置的透镜组(G1、G3、G5)运动，以使镜头针对不同物距的物体对焦，其中，前透镜组(G1)具有正屈光力，中间组(G3)和后透镜组(G5)具有负屈光力。

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的焦距固定的可更换的镜头/物镜。

背景技术

用于摄影拍摄目的的这种镜头从模拟摄影已知，并且同样也用于数字拍摄。越来越多地，数码相机不再具有可摆动进入拍摄光路和从中摆出的反光镜(该反光镜使待摄影的物场为了对焦目的和为了选择图像部分而通过棱镜偏移到取景器中)，而是通过利用拍摄传感器实现的持久的拍摄并且借助于由此获得的、显示在相机背侧的显示器上的对象区域或借助于电子取景器(Electronic View Finder)来选择图像。镜头的对焦借助于电子自动对焦信号和相应地操控镜头中的对焦元件自动实现。通常，为了产生好的成像性能，摄影镜头由两个或多个透镜组构成，透镜组又具有单独的位置固定的或可沿着光轴移动的透镜元件。已知的是，为了针对不同的物距使镜头对焦，设置有可沿着光轴移动的透镜组。这例如可为镜头头部，即，面向物平面的前透镜组或整个镜头。这种布置也称为整体对焦。然而，在这种类型的对焦中，镜头的结构长度在对焦期间发生变化，这带来在密封性方面的缺点。因此，还已知这样的镜头，在其中，可移动地安置在镜头中的透镜元件、即所谓的对焦元件沿着光轴移动。这种布置还被称为内对焦。虽然这种结构类型的镜头可在从无限远的物距直至几米或甚至几厘米的近距离的、宽的范围内进行对焦，即，实现物体到拍摄平面上的清晰成像，但正是在近距离中光学成像性能下降。光学图像缺陷/像差例如畸变、像场弯曲、球差、色差和彗差增加。此时，虽然对焦到期望的物距，但图像结果通常不再满足对现代拍摄系统的成像性能的要求。然而，如果应达到高的成像性能，则需要具有大量不同透镜的复杂且昂贵的镜头结构。替代地，已知的是，为了提高在具有全对焦的镜头中的成像性能，尤其在近距离中的成像性能，设置可运动的第二透镜元件，即所谓的浮动元件，其抵消像差，但在其他方面对焦点位置几乎没有影响。

为了实现焦距可变的镜头(变焦镜头)，大多设置有可在曲线上相对彼此调整的至少两个透镜元件或透镜组。对焦仍然利用可为了对焦而进行调整的对焦元件来实现。因此，在这种已知的镜头中，由两个透镜组构成的组承担焦距变化的任务，并且与之独立地将另一透镜组用于对焦。

例如由US 2013/0070124 A1已知具有焦距可变的这种镜头。该镜头具有可运动的三个透镜组以用于改变焦距和焦点。

由US 8 619 374 B2已知具有焦距可变的可更换的镜头。在固定不动的前透镜组之后跟随着的是可沿轴向调整的用于改变焦距的透镜组。在固定不动的两个另外的透镜组之间插入有两个可彼此独立地调整的对焦透镜组。借助于这两个对焦透镜组应根据焦距的变化补偿出现的像差。

发明内容

本发明的目的在于，在具有固定焦距的可更换的镜头中，在对焦到从无穷远到极近距离的不同物距上以及成像比例高达1:3的情况下，能够实现非常高的恒定的图像质量，其中，对于对焦所需的透镜应在低的重量的情况下具有简单的构造，以便可以以高的加速度实现快速且安静的自动对焦驱动。此外，镜头应适于用在具有短的法兰距的无反拍摄系统中，具有短的后截距并且同时在镜头的出射光瞳与成像平面之间具有足够大的距离。为了适用于现代的图像传感器，成像平面中的光入射角从垂直方向看不应过大。

根据本发明，该目的通过权利要求1的特征部分的特征实现。有利的改进方案从从属权利要求的特征中得到。