高变焦比的变焦透镜系统和改变其焦距的方法技术方案

技术编号:2669250 阅读:381 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
提供了一种高变焦比的变焦透镜系统,其具有短的总透镜长度和小的第一透镜组的直径,但仍能确保极好的光学性能,远摄端态中半视角不大于3.5°,远摄端态中f数不大于6,变焦比约为10或更大。本系统从物侧起包括:具有正折射光焦度的第一透镜组,具有负折射光焦度的第二透镜组,具有正折射光焦度的第三透镜组和具有正折射光焦度的第四透镜组。第一透镜组从物侧起由具有面朝物侧的凸面的负弯月透镜、具有面朝物侧的凸面的第一正透镜以及第二正透镜组成。在从广角端态向远摄端态变焦时所有的透镜组沿光轴移动,并且满足指定的条件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种适于静态电子相机等的高变焦比的照相变焦透镜系统。
技术介绍
在适于静态电子相机等的高变焦比的照相变焦透镜系统中,已知有一种通过移动所有透镜组来进行变焦的变焦透镜系统,变焦比大约为10,其公布在日本待定专利申请JP7-20381中。此外,还知道一种高变焦比的变焦透镜系统,其中的第一透镜组在执行变焦时固定,其变焦比扩展为约12~16,该内容公布在日本待定专利申请JP8-201695。另外,在日本待定专利申请JP10-39213中还公开了一种高变焦比的变焦透镜系统,其在考虑到了第一透镜组的尺寸的情况下进一步扩展了变焦比。但是,在日本待定专利申请JP7-20381的例1至3中公开的变焦透镜系统中,因为沿第一透镜组光轴的归一化总厚度很大,换言之,在广角端态由像高IH归一化的第一透镜组的总厚度约为3.7,所以玻璃材料的重量趋于变大。因此,光学系统的重量也趋于变大,第一透镜组在变为最大总透镜长度、即远摄端态时的机械偏心也趋于加重,以至于不很理想。而且,第一透镜组的最大有效直径也很大,由广角端态中的像高IH归一化时约为12。在日本待定专利申请JP7-20381的例4和5中公开的变焦透镜系统中,虽然沿第一透镜组光轴的归一化总厚度约为2.14,并且最大有效直径为6.7,相对较小,但还存在另一个问题,即从广角端态向远摄端态变焦时的球差变化变大。在日本待定专利申请JP8-201695公开的实例中的光学系统中,存在一个问题,即第一透镜组的尺寸变大,使得第一透镜组的归一化总厚度从2.75到4.23,最大有效直径从9.25到11.66。在日本待定专利申请JP10-39213公开的实例中的光学系统中,变焦时第一透镜组固定,变焦比约为14-20,并且考虑了第一透镜组的尺寸。但是,还存在一个问题,即第一透镜组的尺寸变大,使得第一透镜组的归一化总厚度从3.66到4.42,并且最大有效直径从8.37到9.68。
技术实现思路
鉴于前述问题进行了本专利技术,本专利技术的目的是提供一种高变焦比的变焦透镜系统,该系统中虽然第一透镜组具有短的总透镜长度和小的有效直径,但具有极优良的光学性能,在远摄端态下具有不大于3.5°的半视角,远摄端态下的f数不大于6,变焦比不小于10。根据本专利技术的第一方面,提供了一种高变焦比的变焦透镜系统,其包括从物侧起依次为具有正折射光焦度的第一透镜组和第二透镜组。第一透镜组从物侧起由具有面朝物侧的凸面的负弯月透镜、具有面朝物侧的凸面的第一正透镜以及第二正透镜组成。第一透镜组和第二透镜组在从广角端态向远摄端态变焦时沿光轴移动。满足下列条件表达式(1)0.31<FG1×(Nd-Nd2)/FL3<0.75(1) 此处FG1表示第一透镜组的焦距,FL3表示第二正透镜的焦距,Nd1表示负弯月透镜在d线(波长λ=587.6nm)的折射率,Nd2表示第一正透镜在d线(波长λ=587.6nm)的折射率。在本专利技术的第一方面,优选变焦透镜系统从物侧起还包括设置在第二透镜组的像侧的第三透镜组和第四透镜组。在本专利技术的第一方面,优选第二透镜组具有负折射光焦度,第三透镜组具有正折射光焦度,第四透镜组具有正折射光焦度。在本专利技术的第一方面,优选当从广角端态向远摄端态变焦时,第一透镜组移向物侧,第二透镜组沿凹面朝向物侧的变焦轨迹移动,第三透镜组移向物侧,第四透镜组沿凸面朝向物侧的变焦轨迹移动。在本专利技术的第一方面,优选满足下列条件表达式(2)和(3)-0.15<FG1/FL12<0.25(2)0.4<FG1/(FL3×Nd3)<0.6 (3)此处,FL12表示第一透镜组中负弯月透镜和第一正透镜的组合焦距,Nd3表示第一透镜组中第二正透镜在d线(波长λ=587.6nm)的折射率。在本专利技术的第一方面,优选满足下列条件表达式(4)-0.0001<Fw/(Ft×FL12)<0.0005(4)(单位1/mm)此处,Ft表示远摄端态中变焦透镜系统的焦距,Fw表示广角端态中变焦透镜系统的焦距,FL12表示第一透镜组中负弯月透镜和第一正透镜的组合焦距。在本专利技术的第一方面,优选在第二透镜组中包含非球面,在第三透镜组中包含非球面。在本专利技术的第一方面,优选在从无限远处的物体向近物聚焦时第四透镜组沿光轴移动。在本专利技术的第一方面,优选通过垂直于光轴移动第三透镜组来校正图像模糊。在本专利技术的第一方面,优选负弯月透镜与第一正透镜彼此胶合。根据本专利技术的第二方面,提供了一种用于形成物体的图像并改变高变焦比的变焦透镜系统的焦距的方法,其中高变焦比的变焦透镜系统从物侧起包括具有正折射光焦度的第一透镜组和第二透镜组,本方法包括步骤从物侧起用凸面朝向物侧的负弯月透镜、凸面朝向物侧的第一正透镜和第二正透镜构成第一透镜组;变焦透镜系统从广角端态向远摄端态移动时通过沿光轴移动第一透镜组和第二透镜组改变焦距;和满足下列条件表达式(1)0.31<FG1×(Nd-Nd2)/FL3<0.75(1)此处FG1表示第一透镜组的焦距,FL3表示第二正透镜的焦距,Nd1表示负弯月透镜在d线(波长λ=587.6nm)的折射率,Nd2表示第一正透镜在d线(波长λ=587.6nm)的折射率。在本专利技术的第二方面,优选本方法还包括步骤为高变焦比的变焦透镜系统从物侧起还提供一个设置在第二透镜组的像侧的第三透镜组和第四透镜组。在本专利技术的第二方面,优选本方法还包括步骤为高变焦比的变焦透镜系统从物侧起还提供一个负折射光焦度的第二透镜组、正折射光焦度的第三透镜组和正折射光焦度的第四透镜组。通过下面结合附图对优选实施例的详细描述,本专利技术的其他特点和优点将变得更加易于理解。附图简述附图说明图1是表示根据实例1的高变焦比的变焦透镜系统的透镜结构以及聚焦于无限远时广角端态W中各个透镜组的位置的示图;图2A、2B和2C是表示根据实例1的高变焦比的变焦透镜系统聚焦于无限远时的各种像差曲线,其中图2A表示广角端态中的各种像差,图2B表示中等焦距态时的各种像差,图2C表示远摄端态中的各种像差;图3A、3B和3C是表示根据实例1的高变焦比的变焦透镜系统执行震动减弱时聚焦于无限远处的彗差曲线,其中3A表示广角端态中的彗差,图3B表示中等焦距态的彗差,图3C表示远摄端态的彗差;图4A、4B和4C表示根据实例1的高变焦比的变焦透镜系统聚焦于近物时的各种像差曲线,其中图4A表示广角端态(Rw=300mm)中的各种像差,图4B表示中等焦距态(Rm=300mm)时的各种像差,图4C表示远摄端态(Rt=1000mm)中的各种像差;图5A、5B和5C表示根据实例1的高变焦比的变焦透镜系统执行震动减弱时聚焦于近物的彗差曲线,其中图5A表示广角端态(Rw=300mm)中的彗差,图5B表示中等焦距态(Rm=300mm)时的彗差,图5C表示远摄端态(Rt=1000mm)中的彗差;图6是表示根据实例2的高变焦比的变焦透镜系统的透镜结构以及聚焦于无限远时广角端态W中各个透镜组的位置的示图;图7A、7B和7C是表示根据实例2的高变焦比的变焦透镜系统聚焦于无限远时的各种像差曲线,其中图7A表示广角端态中的各种像差,图7B表示中等焦距态时的各种像差,图7C表示远摄端态中的各种像差;图8A、8B和8C是表示根据实例2的高变焦比的变焦透镜系统聚焦于近物时的各种像差曲线,其中图本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种高变焦比的变焦透镜系统,从物侧起包括:具有正折射光焦度的第一透镜组;和第二透镜组;所述第一透镜组从物侧起由具有面朝物侧的凸面的负弯月透镜、具有面朝物侧的凸面的第一正透镜以及第二正透镜组成,所述第一透镜组和所述第二透镜组在从广角端态向远摄端态变焦时沿光轴移动,并且满足下列条件表达式:0.31<FG1×(Nd1-Nd2)/FL3<0.75此处FG1表示所述第一透镜组的焦距,FL3表示所述第二正透镜的焦距,Nd1表示所述负弯月透镜在d线(波长λ=587.6nm)的折射率,Nd2表示所述第一正透镜在d线(波长λ=587.6nm)的折射率。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:佐藤进
申请(专利权)人:株式会社尼康
类型:发明
国别省市:JP[日本]

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