用于缩短物镜焦距的光学附件制造技术

公开了一种光学附件，其具有五个或六个元件并且被配置成可操作地布置于物镜像侧上以便缩短该物镜的焦距并且降低焦比。该光学附件尤其适用于自适应物镜，其被设计成相较于具有较小画幅尺寸和相对小容许工作距离的相机而具有用于大画幅尺寸的相对大的工作距离。本文所公开的光学附件在大视场大孔径情况下具有高图像质量，并且能够良好地校正所有主要像差。

【技术实现步骤摘要】
用于缩短物镜焦距的光学附件相关申请的交叉引用本申请根据美国法典(USC)第35条119款要求2014年8月5日提交的美国临时专利申请序列号No.61/862,294的优先权，并且通过引入将其并入本文。本申请涉及美国授权前公开号No.US2013/0064532，其具有标题为“OpticalAttachmentforReducingtheFocalLengthofanObjectiveLens(用于缩短物镜焦距的光学附件)”的美国专利申请系列No.61/589,880，并且通过引入将其并入本文。通过引入将本文上述任何出版物或专利文件的完整公开内容并入本文。
本公开涉及置于物镜像侧上的光学附件，以便缩短该物镜的焦距并且降低焦比。本公开尤其适用于自适应(adapting)物镜，其被设计成相较于具有较小画幅尺寸(formatsize)和相对小容许工作距离的相机而具有用于大画幅尺寸的相对大的工作距离。
技术介绍
在前述美国授权前公开号US2013/0064532中描述了也被称作缩焦器的用于缩短物镜焦距的光学附件。US2013/0064532中所描述的附件包含四个透镜元件，从物侧到像侧依次为：具有第一负光焦度和物侧凹面的第一透镜元件；具有第一正光焦度和曲率为CvOb2的物侧表面的第二透镜元件；具有大于第一负光焦度的第二负光焦度并且具有曲率为CvIm3的像侧表面的第三透镜元件；具有第二正光焦度和像侧表面的第四透镜元件；并且其中缩焦附件具有总光焦度使得并且具有总放大倍数(magnification，放大率)M，使得0.5<M<1。虽然公开号US2013/0064532中所述缩焦器在各种应用中运作良好，但是它们受到由它们相对简单结构所施加的限制。在这些限制当中有色像差、场曲、以及高阶彗差。将缩焦器设计成具有小于0.7的放大倍数时，这些限制变得尤为明显，其中当试图将放大倍数降低至低于约0.7时发现像差显著增大。
技术实现思路
已经发现，通过将公开号US2013/0064532所公开四元件结构中四个透镜元件中的一个或两个透镜元件分成两个胶合或空气间隔元件，能够实现光学校正中的显著进步。尤其是，已经发现，将四个透镜元件中的第二和/或第四透镜元件分成胶合或空气间隔双合透镜在减少像差方面特别有效。相应地，本公开涉及包含被配置成可操作地布置在物镜像侧上的五个或六个透镜元件的光学附件以便缩短该物镜的焦距并且降低焦比。本公开尤其适用于自适应物镜，其被设计成相较于具有较小画幅尺寸和相对小容许工作距离的相机而具有用于大画幅尺寸的相对大的工作距离。根据本公开所设计的光学附件在大视场大孔径情况下具有非常高的图像质量。尤其是，甚至当附件的放大倍数为0.71或更小时，这些附件对所有主要像差同时进行良好校正。较之于根据US2013/0064532所设计的具有类似规范(specification)的附件，根据本公开所设计的光学附件还可以具有显著提高(improve，改进)的性能。本公开的一个方面是缩焦附件，具有物侧、像侧、光学光焦度放大倍数M，并且包含：从物侧到像侧依次以四个透镜组G1、G2、G3及G4布置的总数为五个或六个的透镜元件，并且其中：a)透镜组G1具有光学光焦度其中并且包括限定最靠近物侧方凹面的最靠近物侧方的负透镜元件；b)透镜组G2具有正光焦度并且具有正透镜元件，该正透镜元件具有曲率为CvOb2的最靠近面对物侧的接触面；c)透镜组G3具有负光焦度并且具有负透镜元件，该负透镜元件具有曲率为CvIm3的最靠近面对像侧的接触面；d)正光焦度透镜组G4；并且其中和0.3<M<1.0。本公开的另一个方面是透镜系统，包括上述缩焦附件和可操作地附连至缩焦器的物镜。本公开的另一个方面是相机系统，其包括上述透镜系统和无反光镜相机，该无反光镜相机具有带安装凸缘的相机主体，其中在安装凸缘处透镜系统被可操作地附连至相机主体。本公开的另一个方面是上述相机系统，其中无反光镜相机包括具有内部的相机主体，在内部布置着一个或多个平行板。本公开的另一个方面是与物镜一起使用的缩焦附件。缩焦附件由下列透镜组组成，从物侧到像侧依次为：具有第一负光焦度和物侧凹面的第一透镜组G1；具有第一正光焦度和曲率为CvOb2的物侧表面的第二透镜组G2；具有大于第一负光焦度的第二负光焦度并且具有曲率为CvIm3的像侧表面的第三透镜组G3；具有第二正光焦度和像侧表面的第四透镜组G4；以及位于图像传感器和第四透镜元件之间的一个或多个平面平行板。缩焦附件具有总光焦度使得并且具有总放大倍数M，使得0.5≤M≤1。透镜组G2或G4中至少一个透镜组包含胶合或空气间隔双合透镜。附图说明图1是实例#1的光学布局。图2是实例#2的光学布局。图3是实例#3的光学布局。图4是实例#4的光学布局。图5是实例#5的光学布局。图6是实例#6的光学布局。图7是实例#7的光学布局。图8是实例#8的光学布局。图9是实例#9的光学布局。图10是实例#10的实例光学布局。图11是实例#11的光学布局。图12是比较实例#11性能与US2013/0064532实例#4性能的MTF相对像高的曲线图。图13是实例相机系统的示意图，其包括物镜、本文所公开缩焦附件、以及相机主体。具体实施方式下文所述的权利要求书并入本详细说明书并且构成说明书的一部分。本公开涉及置于物镜像侧上的光学附件，以便缩短该物镜的焦距并且降低焦比。本公开尤其适用于自适应物镜，其被设计成相较于具有较小画幅尺寸和相对小容许工作距离的相机而具有用于大画幅尺寸的相对大的工作距离。根据本公开所设计的缩焦附件包含布置在四个透镜组内的五个或六个光焦度光学元件，四个透镜组从物侧按如下依次为：1)包含单个透镜元件的弱负光焦度透镜组；2)第一正光焦度透镜组；3)负光焦度透镜组；及4)第二正光焦度透镜组。在下文讨论中，这些四个透镜组将分别被称作G1、G2、G3及G4。四个透镜组中的一个或两个被分成两个透镜元件，作为胶合或空气间隔双合透镜。除了上述光焦度光学元件之外，根据本公开所设计的缩焦器还可以包括一个或多个平面平行板。这种板将最经常在G4的像侧上遇到，并且它们用于对内置于多数数字相机的不同盖玻片和滤光器建模。通过三个重要特征的结合，根据本公开所设计的缩焦附件的非常高光学性能是可行的。第一个重要特征是，G2面对(facing，面向)物体的表面和G3面对像的表面都高度向像平面弯曲，其将场曲和像散减少至非常低的水平。就G2而言，面对物体的表面是凸面，而就G3而言，面对像的表面是凹面。在这两种情况下，使用标准光学符号规约，曲率的符号将是正的。另外，在G3面对像的表面上高度弯曲的凹面能够很好地校正畸变。第二个重要特征是，G1面对物体的表面凹向物体，其在非常大孔径情况下减少球面像差并且还有助于将接近像的远角的场变平。第三个重要特征是，四个透镜组G1至G4中的一个或两个由两个透镜元件组成，作为胶合或空气间隔双合透镜。具有这种两透镜组中的一个或两个允许更好地校正像差。尤其是，具有由双合透镜组成的透镜组G4允许更好地校正像散和横向色像差，而具有由双合透镜组成的透镜组G2允许更好地校正场曲和像散，特别是当与正组件的折射率相比双合透镜的负组件具有低折射率时。虽然为了便于生产一般优本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种缩焦附件，具有物侧、像侧、光学光焦度放大倍数M，并且包含：从所述物侧到所述像侧依次以四个透镜组G1、G2、G3及G4布置的总数为五个或六个的透镜元件，并且其中：a)透镜组G1具有光学光焦度其中并且包括限定最靠近物侧方凹面的最靠近物侧方的负透镜元件；b)透镜组G2具有正光焦度并且具有正透镜元件，其具有曲率为CvOb2的最靠近面对物侧的表面；c)透镜组G3具有负光焦度并且具有负透镜元件，其具有曲率为CvIm3的最靠近面对像侧的表面；d)正光焦度透镜组G4；以及其中和0.3<M<1.0。

【技术特征摘要】
2013.08.05 US 61/862,294;2014.07.12 US 14/329,8961.一种缩焦附件，具有物侧、像侧、光学光焦度放大倍数M，并且包含：从所述物侧到所述像侧依次以四个透镜组G1、G2、G3及G4布置的总数为五个或六个的透镜元件，并且其中：a)透镜组G1由单个透镜元件组成，透镜组G1具有负光学光焦度并且具有最靠近物侧方的凹表面，其中b)透镜组G2具有正光焦度并且具有正透镜元件，其具有曲率为CvOb2的最靠近、面对物侧的表面；c)透镜组G3具有负光焦度并且由单个负透镜元件组成，其具有曲率为CvIm3的最靠近、面对像侧的表面；d)正光焦度透镜组G4；以及其中和0.3＜M＜1.0。2.根据权利要求1所述的缩焦附件，其中透镜组G2包含胶合或空气间隔双合透镜，并且其中透镜组G1、G3及G4每一个都由单个透镜元件组成。3.根据权利要求1所述的缩焦附件，其中组G4包含胶合或空气间隔双合透镜，并且其中透镜组G1、G2及G3每一个都由单个元件组成。4.根据权利要求1所述的缩焦附件，其中两个透镜组G2和G4都包含胶合双合透镜或空气间隔双合透镜，并且其中透镜组G1和G3每一个都由单个元件组成。5.根据权利要求1所述的缩焦附件，其中所述放大倍数M在0.45＜M＜0.9范围内。6.根据权利要求1所述的缩焦附件，其中所述透镜组G4包括平的或凸的最靠近像侧方的表面。7.根据权利要求1所述的缩焦附件，其中VT是镜顶长度，并且其...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·B·考德威尔，
申请(专利权)人：考德威尔摄影股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US