变焦透镜制造技术

本发明专利技术提供一种能够实现简单构成和高性能化的变焦透镜。本发明专利技术提供一种变焦透镜,其特征在于,在焦距最短的状态P1下,从物体侧开始依次由:由透镜构成的第1透镜组G1；可以改变F值的第1孔径光阑S1和由透镜构成的第2透镜组G2；可以改变F值的第2孔径光阑S2；以及,由透镜构成的第3透镜组G3构成,通过改变所述第1透镜组G1和所述第2透镜组G2的间隔以及所述第2透镜组G2和所述第3透镜组G3的间隔,焦距从所述最短状态P1经过中间状态P2变为最长状态P3,当焦距从所述最短状态P1到所述中间状态P2时,所述第2孔径光阑S2可变以确定F值,并且,所述第1孔径光阑S1的开口状态为构成所述第2透镜组G2的所述透镜中有效直径最小的透镜的有效直径以上,当焦距从所述中间状态P2到所述最长状态P3时,所述第1孔径光阑S1可变以确定F值,并且,所述第2孔径光阑S2的开口状态为构成所述第2透镜组G2的所述透镜中有效直径最小的透镜的有效直径以上。

【技术实现步骤摘要】
变焦透镜
本专利技术涉及变焦透镜,尤其涉及高倍率的变焦透镜。
技术介绍
根据希望在以捕获影像为目的的光学设备中使用一个透镜拍摄更广的视野,而以更大的倍率来放大和拍摄目标这两个要求,寻求并开发了具有大变焦比的变焦透镜。例如,在专利文献1和专利文献2中公开了这样的变焦透镜。现有技术文献专利文献专利文献1:日本专利申请公开第2010-134108号公报专利文献2:日本专利申请公开第2009-217122号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题为了改善性能,专利文献1和专利文献2中公开的高倍率变焦透镜大型化,并且透镜个数增加。本专利技术是鉴于上述情况而做出的,其目的在于提供性能高且构成简单的变焦透镜。解决技术问题的手段本专利技术中,为了达成上述目的,提供一种变焦透镜,其特征在于,在焦距最短的状态P1下,从物体侧开始依次由:由透镜构成的第1透镜组G1；可以改变F值的第1孔径光阑S1和由透镜构成的第2透镜组G2；可以改变F值的第2孔径光阑S2；以及,由透镜构成的第3透镜组G3构成,通过改变所述第1透镜组G1和所述第2透镜组G2的间隔以及所述第2透镜组G2和所述第3透镜组G3的间隔,焦距从所述最短状态P1经过中间状态P2变为最长状态P3,当焦距从所述最短状态P1到所述中间状态P2时,所述第2孔径光阑S2可变以确定F值,并且,所述第1孔径光阑S1的开径状态为构成所述第2透镜组G2的所述透镜中有效直径最小的透镜的有效直径以上,当焦距从所述中间状态P2到所述最长状态P3时,所述第1孔径光阑S1可变以确定F值,并且,所述第2孔径光阑S2的开径状态为构成所述第2透镜组G2的所述透镜中有效直径最小的透镜的有效直径以上。本专利技术中,在变焦透镜内设置两个能够改变F值的孔径光阑,并且根据焦距操作任一个。这样,可以将要校正的光线通过的范围设定为接近光轴的范围。从而透镜直径变小,像差校正也变得容易,并且可以减少透镜片数和透镜组数。应当注意,没有启用的另一个孔径光阑为大打开的状态,并且不参与F值的改变。特别地,大打开的状态是指开口状态为构成所述第2透镜组的所述透镜中有效直径最小的透镜的有效直径以上。换句话说,大打开的状态是指,最低限度,比通过的开放F值的光束更大的开口状态,优选是如下尺寸以上的开口状态:该尺寸包括到达镜头中心部分以及镜头周边部分的对于成像有效的光束。换句话说,孔径光阑是可变的以确定F值就是在本专利技术中限制边缘光线。边缘光线是指通过第一条边的光线,即确定F值的光线。此外,孔径光阑处于大开状态,话句话说就是边缘光线不受限制的状态。在本专利技术中,如上所述,设置2个孔径光阑,并且通过焦距使其中任一个工作。这与其中设置1个孔径光阑并且还设置有用作光斑挡块(flarestopper)的光阑的光学系统不同。原因在于用作光斑挡块的光阑是具有恒定尺寸的开口,与焦距无关。孔径光阑优选为圆形或多边形。此外,所有具有折射作用的透镜都是可以应用的。例如,存在折射率分布型透镜(GRIN透镜)和衍射光学元件(DOE)。专利技术效果根据本专利技术,可以提供一种能够以简单的构成实现高性能化的变焦透镜。特别地,在本专利技术中,通过变焦比为6倍或8倍以上的高倍率变焦透镜获得很大的效果。例如,当应用于具有拍摄功能的设备,例如摄像机和数码相机等时,可以实现高性能和更低的价格。特别地,当应用于监视摄像机时更有效。附图说明图1是根据本专利技术实施方式1的变焦透镜的构成图。图2是显示根据本专利技术实施方式1的变焦透镜的变形例的构成图。图3是显示根据本专利技术实施方式1的变焦透镜的数据的图。图4是根据本专利技术实施方式1的变焦透镜的各像差图。图5是根据本专利技术实施方式2的变焦透镜的构成图。图6是显示根据本专利技术实施方式2的变焦透镜的数据的图。图7是根据本专利技术实施方式2的变焦透镜的各像差图。图8是根据本专利技术实施方式3的变焦透镜的构成图。图9是显示根据本专利技术实施方式3的变焦透镜的数据的图。图10是根据本专利技术实施方式3的变焦透镜的各像差图。附图标记的说明10,20,30变焦透镜G1第1透镜组G2第2透镜组G3第3透镜组Im像面L11～L14透镜L21～L25透镜L31～L39透镜S1第1孔径光阑S2第2孔径光阑Z光轴具体实施方式在实施本专利技术时,优选上述第1透镜组G1的折射力为正,所述第2透镜组G2的折射力为负,所述第3透镜组G3的折射力为正。这是用于增加开放F值并且获得良好性能的折射力设置。应当注意,所述第1透镜组G1、所述第2透镜组和所述第3透镜组G3分别可以进一步拆分为透镜组。此外,在第1透镜组G1和第2透镜组G2之间可以添加透镜或透镜组,在第2透镜组G2和第3透镜组G3之间也可以添加透镜或透镜组,还可以在各自的孔径光阑S1和S2的前后添加透镜。优选各透镜组由多个透镜构成。这是为了提高性能。此外,优选固定所述第1透镜组G1。原因在于,第1透镜组G1比另外的透镜组G2和G3更大,因此在改变焦距时使其不可移动,从而简化构成。当设定所述第1透镜组G1的焦距为fG1,所述第2透镜组G2的焦距为fG2时,优选满足以下条件(1)。0.13＜|fG2/fG1|＜0.47…(1)条件(1)是用于同时实现合适的倍率和良好的透镜性能的条件。当超过条件(1)的上限时,很大地产生球面像差,进一步地佩茨瓦尔和变大,像面的平坦性劣化。当低于条件(1)的下限时,变得难以形成高倍率的变焦透镜。更好的是将上限设为0.45,将下限设为0.15。此外,当设定焦距处于所述最长状态P3时的值为fT,设定焦距处于所述最长状态P3时的根据所述第2孔径光阑S2的开放F值为FT,设定所述第1透镜组G1的最大有效半径为Y1时,优选满足以下条件(2)。fT/(FT·Y1)＞1.65…(2)条件(2)是用于同时实现小型化和良好的透镜性能的条件。当低于条件(2)的下限时,难以小型化,并且很大地产生各个像差。应当注意,将下限设为1.7可以获得更好的结果。此外,在焦距处于所述中间状态P2的情况下,当将从所述第1孔径光阑S1到所述第2透镜组G2最靠近所述物体侧的一面的距离设定为L1,将从所述第2透镜组G2最远离所述物体侧的面到所述第2孔径光阑S2的距离设定为L2时,优选满足以下条件(3)。0.2≦|L1/L2|≦5.0…(3)当使用2个孔径光阑,焦距处于所述中间状态P2时,此条件是用于维系良好像差状态的条件。一旦超过条件的上限和下限,则各透镜组,特别是第2透镜组G2的透镜构成片数不可取地增加或变大。更好的是将下限设为0.25,将上限设为4.0。在以下说明的各实施方式中,为了更简单且容易区分,将焦距最短的状态称为广角端,焦距在中间的状态称为中焦、焦距最长的状态称为长焦端。此外,将改变焦距称为变焦。以下所示各实施方式的透镜在广角端处、光轴Z上,从图中未显示的物体侧开始依次设置有第1透镜组G1、具有第1孔径光阑S1的第2透镜组G2、第2孔径光阑S2、以及第3透镜组G3,并且其将物体成像于像面Im。此外,根据本专利技术的变焦透镜是仅形成一次物体图像的变焦透镜。中途不形成中间图像。(实施方式1)参照图1对本专利技术的实施方式1进行说明。图1是显示本实施方式的变焦透镜10的光学系统的图。第1透镜组G1由3组4片的结构形成。第1透镜组G1依次由凸面朝向物体侧的正凹凸透镜L11、凸面朝向物体侧的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变焦透镜,其特征在于,在焦距最短的状态下,从物体侧开始依次由:由透镜构成的第1透镜组；可以改变F值的第1孔径光阑和由透镜构成的第2透镜组；可以改变F值的第2孔径光阑；以及由透镜构成的第3透镜组构成，通过改变所述第1透镜组与所述第2透镜组的间隔以及所述第2透镜组与所述第3透镜组的间隔,焦距从所述最短状态经过中间状态变为最长状态,当焦距从所述最短状态到所述中间状态时,所述第2孔径光阑是可变的以确定F值,并且,所述第1孔径光阑的开口状态为构成所述第2透镜组的所述透镜中有效直径最小的透镜的有效直径以上,当焦距从所述中间状态到所述最长状态时,所述第1孔径光阑是可变的以确定F值,并且,所述第2孔径光阑的开口状态为构成所述第2透镜组的所述透镜中有效直径最小的透镜的有效直径以上。

【技术特征摘要】
2018.06.16 JP 2018-1150471.一种变焦透镜,其特征在于,在焦距最短的状态下,从物体侧开始依次由:由透镜构成的第1透镜组；可以改变F值的第1孔径光阑和由透镜构成的第2透镜组；可以改变F值的第2孔径光阑；以及由透镜构成的第3透镜组构成，通过改变所述第1透镜组与所述第2透镜组的间隔以及所述第2透镜组与所述第3透镜组的间隔,焦距从所述最短状态经过中间状态变为最长状态,当焦距从所述最短状态到所述中间状态时,所述第2孔径光阑是可变的以确定F值,并且,所述第1孔径光阑的开口状态为构成所述第2透镜组的所述透镜中有效直径最小的透镜的有效直径以上,当焦距从所述中间状态到所述最长状态时,所述第1孔径光阑是可变的以确定F值,并且,所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：末永丰，
申请(专利权)人：横滨领先设计合资会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP