可变放大率光学系统和成像设备技术方案

提供了一种小尺寸、低成本、高性能并具有小F数和从可见光波长带至近红外波长带的色像差的出色校正的可变放大率光学系统。该可变放大率光学系统配备有从物体侧顺序地设置的正的第一透镜组(G1)、负的第二透镜组(G2)、光阑、正的第三透镜组(G3)、和正的第四透镜组(G4)。在放大率变化期间，第一透镜组(G1)、光阑和第三透镜组(G3)是固定的，而第二透镜组(G2)和第四透镜组(G4)沿光轴方向移动，并且第四透镜组(G4)具有聚焦功能。第三透镜组(G3)具有至少一个非球面表面，并包括从物体侧顺序地设置的正透镜(L31)以及由粘合在一起的正透镜(L32)和双凹透镜(L33)形成的粘合透镜。可变放大率光学系统满足关于第三透镜组(G3)的焦距、透镜(L31)的焦距、第三透镜组(G3)中的粘合透镜的焦距、粘合透镜的阿贝数等的条件表达式。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】提供了一种小尺寸、低成本、高性能并具有小F数和从可见光波长带至近红外波长带的色像差的出色校正的可变放大率光学系统。该可变放大率光学系统配备有从物体侧顺序地设置的正的第一透镜组(G1)、负的第二透镜组(G2)、光阑、正的第三透镜组(G3)、和正的第四透镜组(G4)。在放大率变化期间，第一透镜组(G1)、光阑和第三透镜组(G3)是固定的，而第二透镜组(G2)和第四透镜组(G4)沿光轴方向移动，并且第四透镜组(G4)具有聚焦功能。第三透镜组(G3)具有至少一个非球面表面，并包括从物体侧顺序地设置的正透镜(L31)以及由粘合在一起的正透镜(L32)和双凹透镜(L33)形成的粘合透镜。可变放大率光学系统满足关于第三透镜组(G3)的焦距、透镜(L31)的焦距、第三透镜组(G3)中的粘合透镜的焦距、粘合透镜的阿贝数等的条件表达式。【专利说明】可变放大率光学系统和成像设备
本专利技术涉及一种用在摄像机、电子式静态相机等中的可变放大率光学系统和一种成像设备。具体地，本专利技术涉及一种特别适合监视相机并且可以用在可见光波长带和近红外波长带二者中的可变放大率光学系统，以及一种包括该可变放大率光学系统的成像设备。
技术介绍
传统上，已经开发了用于CCTV(闭路电视)的可变放大率光学系统作为用在成像设备中的光学系统，所述成像设备例如是摄像机、电子式静态照相机和监视相机，所述光学系统采用成像装置，如CCD (电荷耦接器件)和CMOS (互补金属氧化物半导体)作为记录介质。作为用于CCTV的这种可变放大率光学系统，由四组构成的系统具有许多优点，例如简化镜筒-可变放大率机构以及操纵简单，并且已经提出了多种这种类型的光学系统。例如，专利文献I和2公开了四组式变焦镜头。四组式变焦镜头由从物体侧顺序地设置的第一透镜组、第二透镜组、光阑、第三透镜组和第四透镜组构成。第一透镜组具有正屈光力，并且在放大率变化期间是固定的。第二透镜组具有负屈光力，并且在放大率变化期间沿光轴方向移动。光阑在放大率变化期间是固定的。第三透镜组具有正屈光力，并且在放大率变化期间是固定的。第四透镜组具有正屈光力，并且在放大率变化期间沿光轴方向移动。相关技术文献专利文献专利文献1:日本专利N0.4454731专利文献2:日本未审查专利公开N0.2003-295055
技术实现思路
同时，由于监视相机的市场近年来急剧地膨胀，监视相机的研发中的竞争已经变得白热化。同时，需要一种透镜系统，其满足多种有利因素的，如大的相对光阑，使得透镜系统甚至能够用在低照明度摄像条件中，并且具有高性能，以及小且以低成本被构造而成。进一步，用于监视相机的透镜系统需要能够在可见光波长带和近红外波长带二者中使用，以便不仅在白天而且在夜间也能够进行拍摄，并且强烈地需要高的成像性能。然而，对常规透镜系统来说难以同时满足所有前述要求。如在专利文献I和2中公开的可变焦镜头中一样，多种常规透镜系统用于去除可见光波长带中的色像差。因此，当可变焦镜头应用于包括可见光波长带至近红外波长带的宽波长范围时，出现大的色像差问题。考虑到前述情况，本专利技术的目标是提供一种可变放大率光学系统，其具有小的F数和高的光学性能，其中在包括可见光波长带至近红外波长带的宽波长范围内出色地校正色像差，并且小且低成本。进一步，本专利技术的另一个目标是提供包括该可变放大率光学系统的成像设备。本专利技术的可变放大率光学系统是一种可变放大率光学系统,包括:具有正屈光力的第一透镜组；具有负屈光力的第二透镜组；光阑；具有正屈光力的第三透镜组；和具有正屈光力的第四透镜组，所述第一透镜组、所述第二透镜组、所述光阑、所述第三透镜组和所述第四透镜组从物体侧顺序地设置，其中第一透镜组、光阑和第三透镜组相对于像面是固定的，而第二透镜组和第四透镜组在放大率变化期间沿光轴方向移动，并且其中第四透镜组具有聚焦功能，并且其中第三透镜组至少包括非球面表面，并由从物体侧顺序地设置的正透镜和粘合透镜构成，所述粘合透镜由粘合在一起的正透镜和双凹透镜形成，并且其中满足下述公式(I)至⑷:3.5<f3 / fw<6...(I)0.4<f31p / f3<l.2...(2)；-0.8<f3 / f3C<0.1...(3);和45〈 V 3Cn< v 3Cp...(4)，其中f3:第三透镜组的焦距，fw:整个系统在广角端处的焦距，f31p:第三透镜组中最靠近物体侧的正透镜的焦距，f3C:第三透镜组中的粘合透镜的焦距，V 3Cn:构成第三透镜组中的粘合透镜的双凹透镜关于d线的阿贝数，以及V 3Cp:构成第三透镜组中的粘合透镜的正透镜关于d线的阿贝数。在本专利技术的可变放大率光学系统中，希望的是，第三透镜组中的双凹透镜的图像侧表面的曲率半径的绝对值大于该双凹透镜的物体侧表面的曲率半径的绝对值。在本专利技术的可变放大率光学系统中，希望的是，第二透镜组由从物体侧顺序地设置的负透镜、具有凹物体侧表面的正弯月透镜、双凹透镜和正透镜构成，并且其中满足下述公式(5)至(7):1.0< I f2 / fw<l.4...(5)；20〈 V 2ρ〈60...(6);和2.8<dz2 / fw<3.5...(7)，其中f2:第二透镜组的焦距，v2p:第二透镜组中的正弯月透镜关于d线的阿贝数，以及dz2:第二透镜组在放大率从广角端改变至长焦端时沿光轴方向的移动量。dz2的值的符号在向着图像侧移动时为正。在本专利技术的可变放大率光学系统中，希望的是，第一透镜组由从物体侧顺序地设置的具有凹图像侧表面的负透镜、以及具有凹图像侧表面的三个正透镜构成，并且其中满足下述公式⑶至(10):1.0〈|fln| / fl<2.6...(8)；1.7〈Ν1η〈2.0...(9);和33〈 V 1η〈43...(10)，其中fin:第一透镜组中的负透镜的焦距，fl:第一透镜组的焦距，Nln:第一透镜组中的负透镜关于d线的折射率，以及V In:第一透镜组中的负透镜关于d线的阿贝数。在本专利技术的可变放大率光学系统中，希望的是，第四透镜组由从物体侧顺序地设置的双凸透镜、具有凹图像侧表面的负弯月透镜、和正透镜构成，并且，其中满足下述公式(11)和(12):0.8<f4pF / f4pR<2.0...(11);和-1.3<f4n / f4〈_0.6...(12)，其中f4pF:第四透镜组中的双凸透镜的焦距，f4pR:第四透镜组中最靠近图像侧的正透镜的焦距，f4n:第四透镜组中的负弯月透镜的焦距，以及f4:第四透镜组的焦距。在本专利技术的可变放大率光学系统中，当透镜包括非球面表面时，在近轴区中考虑透镜的表面的形状和透镜的屈光力的符号。在本专利技术的可变放大率光学系统中，透镜的数量是组成元件透镜的数量。例如，当系统包括由彼此不同的材料制成并粘合在一起的多个单透镜构成的粘合透镜时，对构成粘合透镜的单透镜的数量进行计数。本专利技术的成像设备包括本专利技术的前述可变放大率光学系统。本专利技术的可变放大率光学系统包括从物体侧顺序地设置的正的第一透镜组、负的第二透镜组、光阑、正的第三透镜组和正的第四透镜组。在该可变放大率光学系统中，第一透镜组、光阑和第三透镜组在放大率变化期间相对于像面固本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：大野和则，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：
国别省市：