变焦透镜系统技术方案

一种变焦透镜系统，从物体一侧顺次包括：负的第一透镜组、正的第二透镜组和正的第三透镜组。在从短焦距极点向长焦距极点变焦时，负的第一透镜组与所述正的第二透镜组之间的距离减小；正的第二透镜组与正的第三透镜组之间的距离增加。当进行变焦时，负的第一透镜组保持静止，正的第二透镜组和正的第三透镜组可以沿着变焦透镜系统的光轴移动；而且，变焦透镜系统满足如下条件：１．５＜ｆ↓［３］／ｆ↓［２］＜２．５（１）０．８＜ｆ↓［２］／（ｆ↓［ｗ］＊ｆ↓［ｔ］）↑［１／２］＜１．３（２）其中，ｆ↓［２］表示正的第二透镜组的焦距；ｆ↓［３］表示正的第三透镜组的焦距；ｆ↓［ｗ］表示在短焦距极点整个变焦透镜系统的焦距；ｆ↓［ｔ］表示在长焦距极点整个变焦透镜系统的焦距。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于电子静态成像(数码像机)的变焦透镜系统，该系统具有宽视场(即在短焦距端具有较短焦距)，且其变焦倍率大约为2。现有技术近年来，数码像机不仅用于照像设备中，而且设置在个人数字设备(PDA个人数字助手)和移动电话等。用于这样的数码像机上的成像设备(成像单元)诸如CCD和COMS必须非常小。因此通常使用有效成像区域相对小的成像设备，而且已经有许多光学系统由少量透镜单元构成的数码像机。通常使用具有较少数量透镜、负导类型透镜系统的小尺寸变焦透镜系统。在这样的透镜系统中，至少有两个优点，即(i)可以使透镜系统的焦距在短焦距极点处较短；(ii)可以保持在成像侧远心。例如，下面的日本待审专利申请(后面简称为JUPP)公开了一种三(和二)透镜组结构的负类型透镜系统，后面将讨论它的缺点。JUPP No.2002-82284，JUPP No.2002-55278，JUPP No.2002-14284，JUPP No.平-11-237549，和JUPP No.平-10-206732。在JUPP No.2002-82284中，第二透镜组(变焦透镜组)由两个正透镜元件构成。因此该变焦透镜组不能校正色差。在JUPP No.2002-55278中，第三透镜组具有较小的正折射光焦度(后面简称正光焦度)。然而，变焦主要是由第一透镜组和第二透镜组完成的。结果，第三透镜组对于变焦基本没有起作用，所以变焦透镜系统不够小型化。在JUPP No.2002-14284中，第一透镜组由两个或者更多透镜元件构成。因此能够充分校正像差；然而，变焦透镜系统不够小型化。在JUPP No.平-11-237549中，每个透镜组的光焦度都小，第二透镜组的光焦度特别小。因此，第一透镜组和第二透镜组之间的距离较长，所以变焦透镜系统的整体长度变长。在JUPP No.平-10-206732中，第二透镜组由三个透镜元件构成，所以不能实现充分小。如果试图使整个变焦透镜系统的长度较短，应该理解必须使每个透镜组的光焦度较大，以便透镜组的移动距离变短。然而，如果使透镜组的光焦度大，像差也变大。因此难以对整个变焦范围适当地校正像差。专利技术概述考虑到上述缺点，本专利技术提供一种尺寸小且质量高的变焦透镜系统，从物体一侧顺次具有负透镜组、正透镜组和正透镜组。根据本专利技术的一个方面，提供一种变焦透镜系统，从物体一侧顺次包括具有负光焦度的第一透镜组(后面简称为负的第一透镜组)、具有正光焦度的第二透镜组(后面简称为正的第二透镜组)和具有正光焦度的第三透镜组(后面简称为正的第三透镜组)。在从短焦距极点向长焦距极点变焦时，负的第一透镜组与正的第二透镜组之间的距离减小、正的第二透镜组与正的第三透镜组之间的距离增加。当进行变焦时，负的第一透镜组保持静止，正的第二透镜组和正的第三透镜组可以沿着变焦透镜系统的光轴移动；变焦透镜系统满足如下条件1.5＜f3/f2＜2.5 (1)0.8＜f2/(fw*ft)1/2＜1.3 (2)其中，f2表示正的第二透镜组的焦距；f3表示正的第三透镜组的焦距；fw表示在短焦距极点整个变焦透镜系统的焦距。ft表示在长焦距极点整个变焦透镜系统的焦距。本专利技术的变焦透镜系统优选满足如下条件 1.0＜T2/ymax＜2.0(3)其中T2表示从正的第二透镜组最靠近物方表面到最靠近像方表面的距离；ymax表示最大像高。负的第一透镜组优选包括凹面朝向像方的单个负透镜单元。正的第二透镜组优选包括正透镜单元和负透镜单元。正的第三透镜组优选包括单个正透镜单元。在本专利技术的变焦透镜系统中，如果正的第三透镜组在短焦距极点的位置设置成与在长焦距极点的位置相同，只通过向正的第二透镜组移动范围内的任何一端移动正的第二透镜组就可以实现在两个焦距之间切换的透镜系统。根据本专利技术的另一个方面，提供一种变焦透镜系统，从物体一侧顺次包括负的第一透镜组、正的第二透镜组和正的第三透镜组。在从短焦距极点向长焦距极点变焦时，负的第一透镜组与正的第二透镜组之间的距离减小、正的第二透镜组与正的第三透镜组之间的距离增加。当进行变焦时，负的第一透镜组保持静止，正的第二透镜组和正的第三透镜组可以沿着变焦透镜系统的光轴移动；变焦透镜系统满足如下条件1.0＜T2/ymax＜2.0(3)其中T2表示从正的第二透镜组最靠近物方表面到最靠近像方表面的距离；ymax表示最大像高。附图简要说明下面将结合附图详细讨论本专利技术，其中附图说明图1是根据本专利技术第一实施方案的变焦透镜系统在短焦距极点的透镜结构；图2A、2B、2C、2D和2E示出图1所示透镜结构产生的像差；图3是图1所示的变焦透镜系统在长焦距极点的透镜结构；图4A、4B、4C、4D和4E示出图3所示透镜结构产生的像差；图5是根据本专利技术第二实施方案的变焦透镜系统在短焦距极点的透镜结构；图6A、6B、6C、6D和6E示出图5所示透镜结构产生的像差；图7是图5所示的变焦透镜系统在长焦距极点的透镜结构；图8A、8B、8C、8D和8E示出图7所示透镜结构产生的像差；图9是根据本专利技术第三实施方案的变焦透镜系统在短焦距极点的透镜结构；图10A、10B、10C、10D和10E示出图9所示透镜结构产生的像差；图11是图9所示的变焦透镜系统在长焦距极点的透镜结构；图12A、12B、12C、12D和12E示出图11所示透镜结构产生的像差；图13示出根据本专利技术的变焦透镜系统在变焦时透镜组的移动路径。优选实施方案本专利技术的变焦透镜系统如图13的透镜组移动路径所示，从物体一侧顺次包括负的第一透镜组10、正的第二透镜组20和正的第三透镜组30。在从短焦距极点(W)向长焦距极点(T)变焦时，负的第一透镜组10保持静止；正的第二透镜组20向物方移动；正的第三透镜组30向像方移动，然后返回向物方移动。结果，负的第一透镜组与正的第二透镜组之间的距离减小；正的第二透镜组与正的第三透镜组之间的距离增加。在图13中，字母“I”表示像平面；在数码像机中，滤光片组在像平面I的前面紧邻设置。光圈S设置在负的第一透镜组10与正的第二透镜组20之间，在变焦时与正的第二透镜组20一起移动。通过移动正的第二透镜组20或者正的第三透镜组30实现聚焦。在变焦透镜系统作为两个焦距透镜系统使用时，正的第三透镜组30在短焦距极点的位置设置成与在长焦距极点的位置相同。换句话说，在短焦距极点和长焦距极点两种情况下，从正的第三透镜组30的最靠近像方表面到像平面I之间的距离不变。由于这种结构，只通过向正的第二透镜组20的移动范围内的任何一端移动正的第二透镜组20就可以获得两个焦距，即长焦距和短焦距。由于上述正的第三透镜组30的上述结构，变焦透镜系统可以作为所谓的两焦距切换透镜系统使用，因为只通过在正的第二透镜组20的移动范围两端之间移动正的第二透镜组20就可以获得长焦距和短焦距。负的第一透镜组10优选由凹面朝向像方的单个负透镜单元构成，目的是为了使变焦透镜系统最小。正的第二透镜组20优选由正透镜单元和负透镜单元构成，原因是(i)设定正的第二透镜组20具有最大变焦功能，因此需要设置一个正透镜和一个负透镜，以消除变焦时产生的像差；(ii)应该理解透镜元件数目越少，越能够实现变焦透镜系统小型化。正的第三透镜组30优选由单个正透镜单元构成。条件(1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变焦透镜系统，从物体一侧顺次包括：负的第一透镜组、正的第二透镜组和正的第三透镜组；其中，在从短焦距极点向长焦距极点变焦时，所述负的第一透镜组与所述正的第二透镜组之间的距离减小；所述正的第二透镜组与所述正的第三透镜组之间的距离增加 ；当进行变焦时，所述负的第一透镜组保持静止，所述正的第二透镜组和所述正的第三透镜组可以沿着变焦透镜系统的光轴移动；其中，所述变焦透镜系统满足如下条件：１．５＜ｆ↓［３］／ｆ↓［２］＜２．５０．８＜ｆ↓［２］／ （ｆ↓［ｗ］＊ｆ↓［ｔ］）↑［１／２］＜１．３其中，ｆ↓［２］表示正的第二透镜组的焦距；ｆ↓［３］表示正的第三透镜组的焦距；ｆ↓［ｗ］表示在短焦距极点整个变焦透镜系统的焦距；ｆ↓［ｔ］表示在长焦距极点 整个变焦透镜系统的焦距。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：小织雅和，
申请(专利权)人：宾得株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]