变焦光学系统技术方案

本发明专利技术从作体侧起，由第１镜头组和第２镜头组构成；通过减少第１镜头组与第２镜头组的空气间隔进行从广角端向摄远端的变焦；第１镜头组从物体侧起，由物体侧面是凹面朝向物体侧的第１镜头、第２镜头和第３镜头成分构成。设负镜头的像侧面的曲率半径为ｒ２２、其与开口光阑之间的沿光轴距离为Ｄ时，满足以下条件式：１．５＜ｒ２２／Ｄ＜４；设第１镜头成分的物体侧面的曲率半径为ｒ１１、其像侧面的曲率半径ｒ１２时，则满足下面的条件式：－１．４３＜（ｒ１１＋ｒ１２）／（ｒ１１－ｒ１２）＜－０．７。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及变焦光学系统，特别是涉及适合于小型中心快门式照相机的变焦光学系统。近年来，中心快门式照相机用的摄影镜头中，变焦镜头成为主流，在镜头系统的构造方面，提出了各种有关正负2组变焦镜头的方案。正负2组变焦镜头，由正镜头组和配置在其像侧的负镜头组构成。通过变化正镜头组与负镜头组之间的间隔，使整个镜头系统的焦点距离变化(变焦)。这种正负2组变焦镜头例如已由日本专利公报特开平2-73322号揭示。小型的中心快门式照相机，其携带性和重量轻是很重要的。从携带性方面考虑，与照相机本体相比，更加要求镜头部分的小型化。从重量轻方面考虑，在相同性能条件下，要求价格便宜。因此，希望降低照相机和镜头的制造成本。近年来，随着变焦镜头的普及，各种有关实现小型化和低成本化的变焦镜头的方案被提出。例如，在日本专利公报特开平3-127009号和特开平5-257063号中，揭示了确保预定变焦比并实现低成本化的镜头系统。这些公报揭示的镜头系统中，通过减少镜头数或采用塑料材料，减低成本。通常，塑料比玻璃融点低，所以容易模制成型，大批量生产的小型中心快门式照相机等可减低制造成本。特开平3-127009号公报中揭示的镜头系统，正镜头组由负镜头和正镜头二个镜头构成。负镜头的物体侧面起收敛作用，像侧的面起发散作用，而且，将负镜头的两面形成为非球面状，以修正轴上像差和轴外像差。另外，负镜头组由一个镜头构成，可减少镜头数目，降低成本。特开平5-257063号公报中揭示的镜头系统，在正镜头组和负镜头组中，分别采用一个塑料镜头，以谋求低成本化。但是，特开平3-127009号公报揭示的镜头系统中，正镜头组中的负镜头的物体侧面具有强正折射力，像侧面具有强负折射力，两个面都是非球面，所以，制造时产生的偏心会引起性能恶化。特开平5-257063号公报揭示的镜头系统中，因使用了塑料镜头而降低成本。但是，由于正镜头组由4个镜头构成，在减少镜头数方面尚不尽人意。另外，由于配置在物体侧的镜头，其凸面朝着物体侧，所以，广角端中的正歪曲像差的修正不是很理想。本专利技术是鉴于上述问题而作出的，其目的在于提供一种变焦比超过2倍、构造简单、制造成本低且性能高的小型变焦光学系统。为了实现上述目的，第1专利技术的小型变焦光学系统，其特征在于，由具有正折射力的正镜头组G1和配置在该正镜头组G1的像侧的、具有负折射力的负镜头组G2构成；在正镜头组G1与负镜头组G2之间的光路中，配置着开口光阑S；正镜头组G1，从物体侧起，由负折射力的第1镜头L1、负折射力的第2镜头L2和正折射力的第3镜头L3构成；通过变化正镜头组G1与负镜头组G2之间的空气间隔，使整个光学系统的焦点距离变化；设第2镜头L2的像侧面的曲率半径为r22、第2镜头L2的像侧面与开口光阑S之间的沿光轴距离为D时，则满足以下条件式(1)1.5＜r22/D＜4 (1)第2专利技术的小型变焦光学系统，其特征在于，从物体侧起，由具有正折射力的正镜头组G1和具有负折射力的负镜头组G2构成；通过变化正镜头组G1与负镜头组G2之间的空气间隔，使整个光学系统的焦点距离变化；设正镜头组G1的焦点距离为f1、负镜头组G2的焦点距离为f2、广角端状态时的整个光学系统的焦点距离为fw、摄远端状态时的整个光学系统的焦点距离为ft时，则满足以下的条件式(5)0.5＜(f1+|f2|)/(fw·ft)1/2＜1.2 (5)第3专利技术的小型变焦光学系统，其特征在于，从物体侧起，由具有正折射力的正镜头组G1和具有负折射力的负镜头组G2构成；通过变化正镜头组G1与负镜头组G2之间的空气间隔，使整个光学系统的焦点距离变化；设广角端状态时的反焦距为Bfw、摄远端状态时的镜头全长为TLt、广角端状态时的整个光学系统的焦点距离为fw、摄远端状态时的整个光学系统的焦点距离为ft时，则满足以下的条件式(6)(Bfw/TLt)·(ft/fw)＜0.4) (6)为了实现上述目的，第4专利技术的变焦光学系统，其特征在于，从物体侧起，由具有正折射力的第1镜头组G1和具有负折射力的第2镜头组G2构成；通过减少第1镜头组G1与第2镜头组G2的空气间隔，进行从广角端状态向摄远端状态的变焦；第1镜头组G1，从物体侧起，由物体侧面是凹面朝向物体侧的负折射力第1镜头成分L1、负折射力的第2镜头成分L2和正折射力的第3镜头成分L3构成；设第1镜头成分L1的物体侧面的曲率半径为r11、第1镜头成分L1的像侧的面的曲率半径为r12时，则满足下面的条件式(8)-1.43＜(r11+r12)/(r11-r12)＜-0.7 (8)第5专利技术的变焦光学系统，其特征在于，从物体侧起，由具有正折射力的第1镜头组G1和具有负折射力的第2镜头组G2构成；通过减少第1镜头组G1与第2镜头组G2的空气间隔，进行从广角端状态向摄远端状态的变焦；第1镜头组G1，从物体侧起，由物体侧面是凹面朝向物体侧的负折射力第1镜头成分L1、负折射力的第2镜头成分L2和正折射力的第3镜头成分L3构成；第2镜头成分L2至少具有一个塑料镜头LP1第2镜头组G2至少具有一个塑料镜头LP2。通常，在正负2组变焦镜头中，通过减少正折射力的第1镜头组与负折射力的第2镜头组的间隔，进行从广角端状态向摄远端状态的变焦。开口光阑配置在第1镜头组与第2镜头组之间，变焦时，与第1镜头组一体地移动，或者与各镜头组独立地移动。通常，在正负2组变焦镜头中，镜头位置从广角端状态向摄远端状态变化时，各镜头组向物体侧移动，并且正镜头组与负镜头组之间的间隔减少。开口光阑配置在镜头组与负镜头组之间，镜头位置状态变化时，与正镜头组一体地移动，或者与各镜头组独立地移动。但是，为了实现广角化，在广角端状态，挟着开口光阑的折射力配置极端地非对称，所以，正歪曲像差增大。因此，必须分别抑制在第1镜头组和第2镜头组产生的正的歪曲像差。另外，在广角端状态不容易得到足够的反焦距，通过远离开口光阑配置着的镜头成分的轴外光束偏离光轴，镜头直径容易大型化。为了谋求镜头系统的小型化，分别加强正镜头组折射力和负镜头组的折射力是有效的办法。但是，这种情况下，由于广角端状态时的折射力配置显著地非对称，所以，正的歪曲像差修正困难。另外，为了系统的小型化而缩短摄远端状态时的镜头全长时，在广角状态得不到足够的反焦距。其结果，通过远离开口光阑的镜头组的轴外光束偏离光轴，容易导致镜头直径的大型化。本专利技术中，由于正折射力的第1镜头组G1由配置在物体侧的负部分组(第1镜头成分L1和第2镜头成分L2)和配置在像侧的正部分组(第3镜头成分L3)构成，所以，使在第1镜头组G1产生负的歪曲像差，在广角端状态能得到足够的反焦距。本专利技术中，正镜头组G1由负部分组G1a和配置在其像侧的正部分组G构成，这样，能良好地修正负歪曲像差，同时，在广角端状态能得到足够的反焦距。在特开平2-73322号公报揭示的变焦镜头中，负部分组由正镜头成分和负接合镜头成分构成，所以，镜头数目多。在特开平3-127009揭示的变焦镜头中，负部分组由一个负镜头构成，该负镜头的两侧面形成为非球面状，所以，偏心时的性能恶化非常严重，制造不容易。本专利技术中，负部分组由2个负镜头成分L1和L2构成，所以，能极力抑制偏心时的性能恶化。另外，负部分组由正镜头和负本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变焦光学系统，其特征在于，由具有正折射力的正镜头组Ｇ１和配置在该正镜头组Ｇ１的像侧的、具有负折射力的负镜头组Ｇ２构成；在正镜头组Ｇ１与负镜头组Ｇ２之间的光路中，配置着开口光阑Ｓ；正镜头组Ｇ１，从物体侧起，由负折射力的第１镜头Ｌ１ 、负折射力的第２镜头Ｌ２和正折射力的第３镜头Ｌ３构成；通过变化正镜头组Ｇ１与负镜头组Ｇ２之间的空气间隔，使整个光学系统的焦点距离变化；设第２镜头Ｌ２的像侧面的曲率半径为ｒ２２、第２镜头Ｌ２的像侧面与开口光阑Ｓ之间的沿光轴距离为Ｄ时， 则满足以下条件式（１）：１．５＜ｒ２２／Ｄ＜４ （１）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：小浜昭彦，大竹基之，
申请(专利权)人：株式会社尼康，
类型：发明
国别省市：JP[日本]