CN1274858A - 可变焦距透镜 - Google Patents
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Abstract
一种以可变放大率形成物体的象的可变焦距透镜设有具有正折射率的第一透镜组,以及一个设置得比第一透镜组更靠近象的、且具有负折射率的第二透镜组。当改变放大率时,第一透镜组和第二透镜组之间的距离被改变。第一透镜组包括一个1-1透镜、一个1-2透镜和一个1-3透镜,这些透镜从物体以上述顺序对准。该可变焦距透镜包括至少两个塑料透镜。
Description
本发明涉及可变焦距透镜,具体来说,涉及对后焦点限制较小,且适用于透镜快门式照相机的小尺寸2组式可变焦距透镜;以及涉及照相机。
作为可变焦距透镜的一种,一直使用一种2组式可变焦距透镜。2组式可变焦距透镜由具有正折射率的第一透镜组和具有负折射率的第二透镜组构成,这两个透镜组以上述顺序从一物体布置,其结构简单,具有短的总长度。因此,2组式可变焦距透镜广泛用于照相机,例如透镜快门式照相机。
2组式可变焦距透镜分为负透镜在前式和正透镜在前式两类,这取决于第一透镜是正还是负。正透镜在前式适用于远摄照相***中的焦距范围,这是因为它易于将远摄照相系数制小。
但是,一直难于使2组式可变焦距透镜制成紧凑的可变焦距透镜,其中成本是要考虑的因素,其原因在于正透镜在前式的2组式可变焦距透镜具有许多组成透镜,并且具有许多玻璃透镜结构。
本发明是鉴于上述问题而做出的,本发明的目的是提供一种可变焦距透镜,它是按照各种象差修正的,其结构紧凑、成本低、成象性能极好、适用于透镜快门式照相机。
另外,本发明甚至当使用许多塑料透镜时也能修正色差,并能够补偿温度浮动引起的焦距和后焦点的变化。
在采用塑料透镜的传统的2组式可变焦距透镜中,存在的问题是当试图得到大的可变焦比时,结构透镜的数目大,从而使结构复杂,成本提高。具体来说,当在2组式可变焦距透镜中使用许多塑料透镜时,与使用许多相对较贵的玻璃透镜的情形相比,不易得到大的放大比,从而使成比和功能之间的平衡不佳。
本发明的另一个目的是提供一种可变焦距透镜,其成本低廉、甚至当可变焦比大时也可按照各种象差满意地修正并适于透镜快门式照相机。
上述的目的可以通过下述任一种结构实现。
结构(1-1)
一种可变放大地形成物体图象的可变焦距透镜,它包括:
具有正折射率的第一透镜组,以及
第二透镜组,其放置得比第一透镜组较靠近象,且具有负折射率,
其中,当改变放大率时,第一透镜组和第二透镜组之间的距离改变,
其中,第一透镜组包括一个1-1透镜、一个1-2透镜和一个1-3透镜,它们从物体以上述顺序对准,以及
其中,可变焦距透镜包括至少两个塑料透镜。
结构(1-2)
在结构(1-1)的可变焦距透镜中,第一透镜组不包括一个1-4透镜,第二透镜组不包括从物体以下述顺序对准的一个2-1透镜和一个2-2透镜,并且1-1透镜是塑料透镜,1-3透镜具有正折射率,2-2透镜具有负折射率。
结构(1-3)
在结构(1-2)的可变焦距透镜中,1-2透镜具有负折率,并满足下式:
1.50≤n1-3≤1.90
1.50≤n2-2≤1.90
其中,n1-3是1-3透镜的折射率,n2-2是2-2透镜的折射率。
结构(1-4)
在结构(1-2)的可变焦距透镜中,1-2透镜是塑料透镜,在可变焦距透镜的整个***中的至少四个透镜表面是非球面,且下式得到满足:
1.50≤n2-2≤1.90
其中,n2-2是2-2透镜的折射率。
结构(1-5)
在结构(1-2)的可变焦距透镜中,1-2透镜是塑料透镜,下式得到满足:
1.50≤n1-3≤1.90
1.50≤n2-2≤1.90
其中,n1-3是1-3透镜的折射率,n2-2是2-2透镜的折射率。
结构(1-6)
在结构(1-2)的可变焦距透镜中,1-1透镜是具有正折射率的塑料透镜,1-2透镜是塑料透镜,1-3透镜是具有正折射率的弯月形玻璃透镜,其中,弯月形玻璃透镜的象侧表面是凹形的,2-2透镜是具有负折射率的塑料透镜。
结构(1-7)
在结构(1-2)的可变焦距透镜中,2-1透镜是玻璃透镜。
结构(1-8)
在结构(1-2)的可变焦距透镜中,1-4透镜具有至少一个非球面,下式得到满足:
0.64≤fW/D≤1.0
0.50≤|fRC|/fW≤0.80
其中,fW是可变焦距透镜在广角端的焦距,D是象面的对角线长度,fRC是第二透镜组的焦距。
结构(1-9)
在结构(1-2)的可变焦距透镜中,1-1透镜是正折射率透镜,具有至少一个非球面,2-1透镜是塑料透镜,具有至少一个非球面,下式得到满足:
-5≤(φP+φ4)·fT 2/FT≤5
其中,φP是第一透镜组的塑料透镜的光焦度,φ4是2-1透镜的光焦度,fT是可变焦距透镜在远摄端的焦距,FT是可变焦距透镜在远摄端的F数。
结构(1-10)
在结构(1-1)的可变焦距透镜中,第一透镜组包括一个1-4透镜,它是具有正折射率的玻璃透镜,第二透镜组包括一个2-1透镜和一个2-2透镜,其中,第一透镜组包括至少一个具有负折射率的塑料透镜和至少一个具有正折射率的塑料透镜。
结构(1-11)
在结构(1-1)的可变焦距透镜中,放大比是2.3或更大,第一透镜组包括一个1-4透镜,第二透镜组包括一个2-1透镜和一个2-2透镜,其中,第一透镜组包括至少一个具有负折射率的塑料透镜和至少一个具有正折射率的塑料透镜。
结构(1-12)
在结构(1-1)的可变焦距透镜中,第一透镜组被最大的空气空间分成一个1-a透镜分组和一个1-b透镜分组,第二透镜组包括一个2-1透镜和一个2-2透镜,其中,1-a透镜分组包括至少两个透镜,包括至少一个具有负光焦度的塑料透镜,1-b透镜分组包括至少两个透镜,包括至少一个具有正光焦度的塑料透镜。
结构(1-13)
在结构(1-1)的可变焦距透镜中,第一透镜组包括至少一个玻璃透镜和至少三个塑料透镜,第二透镜组包括至少两个透镜,包括至少一个塑料透镜。
结构(1-14)
在结构(1-1)的可变焦距透镜中,第一透镜组包括至少两个玻璃透镜和至少两个塑料透镜,第二透镜组包括一个2-1透镜和一个2-2透镜,且下式得到满足:
-0.50≤|fRC|/f2-1≤0.20
其中,fRC是第二透镜组的焦距,f2-1是2-1透镜的焦距。
结构(1-15)
在结构(1-1)的可变焦距透镜中,可变焦距透镜的所有塑料透镜具有1.2%或更小的饱和吸水率。
结构(1-16)
在结构(1-1)的可变焦距透镜中,可变焦距透镜的所有塑料透镜具有1.5或更大的折射率。
结构(1-17)
在结构(1-1)的可变焦距透镜中,1-1透镜是具有正折射率的塑料透镜。
结构(1-18)
一种以可变放大率摄取物体的象的照相机,它包括:
一个具有正折射率的第一透镜组,以及
一个第二透镜组,它设置得比第一透镜组更靠近象,并具有负折射率,
其中,当放大率改变时,第一透镜组和第二透镜组之间的距离被改变,
其中,第一透镜组包括一个1-1透镜、一个1-2透镜和一个1-3透镜,它们从物体按照上述顺序对准,以及
其中,可变焦距透镜包括至少两个塑料透镜。
结构(1-19)
在结构(1-18)的照相机中,第一透镜组不包括一个1-4透镜,且第二透镜组包括从物体按照下述顺序对准的一个2-1透镜和一个2-2透镜,以及
其中,1-1透镜是塑料透镜,1-3透镜具有正折射率,2-2透镜具有负折射率。
另外,上述目的可以通过下述优选结构的任一种实现。
结构(2-1)
一种可变焦距透镜,它由一个具有正折射率的第一透镜组和一个具有负折射率的第二透镜组,它们从物体以上述顺序布置,其中,放大率通过改变第一透镜组和第二透镜组之间的距离而改变,其中第一透镜组具有三个透镜元件,包括一个1-1透镜、一个1-2透镜和一个1-3透镜,它们从物体以上述顺序布置,以及一个设置得较靠近上述透镜形成的象的光阑,并且1-1透镜是塑料透镜,1-2透镜具有负折射率,1-3透镜具有正折射率,而第二透镜组具有两个透镜元件,一个是2-1透镜,另一个是具有负折射率的2-2透镜,其中两个透镜从物体以上述顺序布置,下述条件得到满足:
1.50≤n1-3≤1.90 (1)
1.50≤n2-2≤1.90 (2)
其中,
n1-3:1-3透镜的折射率
n2-2:2-2透镜的折射率
结构(2-2)
在按照结构(2-1)的可变焦距透镜中,1-3透镜是玻璃透镜。
结构(2-3)
在按照结构(2-1)或(2-2)的可变焦距透镜中,2-1透镜的至少一个表面是非球面,且下述条件得到满足:
0.64≤fW/D≤1.0n1-3 (3)
0.50≤|fRC|/fW≤0.80 (4)
其中,
fW:在广角端的焦距
D:象面对角线的长度
fRC:第二透镜组的焦距。
结构(2-4)
在按照结构(2-1)的可变焦距透镜中,1-1透镜是具有正折射率且在其至少一个表面采用非球面的塑料透镜,而2-1透镜是在其至少一个表面采用非球面的塑料透镜,并且满足下述条件:
-5≤(φP+φ4)·fT 2/FT≤5 (5)
其中,
φP:1-1透镜中的塑料透镜的光焦度
φ4:2-1透镜的光焦度
fT:远摄端的焦距
FT:远摄端的F数。
结构(2-5)
一种可变焦距透镜,它由具有正折射率的第一透镜组和具有负折射率的第二透镜组构成,两透镜组从物体以上述顺序布置,其中,放大率是通过改变第一透镜组和第二透镜组之间的距离而改变的,其中,第一透镜组具有三个透镜元件,包括一个1-1透镜、一个1-2透镜和一个1-3透镜,它们从物体以上述顺序布置,以及一个设置得较靠近由上述透镜形成的象的光阑,并且1-1透镜和1-2透镜是由塑料透镜体现的,1-3透镜具有正折射率,而第二透镜组具有两个透镜元件,一个是2-1透镜,另一个是具有负折射率的2-2透镜,它们从物体以上述顺序布置,在至少四个表面使用非球面,下述条件得到满足:
1.50≤n2-2≤1.90 (6)
其中,
n2-2:2-2透镜的折射率
结构(2-6)
在按照结构(2-5)的可变焦距透镜中,1-3透镜是玻璃透镜。
结构(2-7)
在按照结构(2-5)或(2-6)的可变焦距透镜中,2-1透镜的至少一个表面是非球面,且下述条件得到满足:
0.64≤fW/D≤1.6 (7)
0.50|fRC|fW/≤0.80 (8)
其中:
fW:广角端的焦距
D:象面对角线的长度
fRC:第二透镜组的焦距。
结构(2-8)
在按照结构(2-5)至(2-7)中任一种结构的可变焦距透镜中,1-1透镜具有正折射率,1-2透镜具有负折射率,而2-1透镜是塑料透镜,且下述条件得到满足:
顺便提及,象面对角线的长度D由下式代表:
D=2×fW×tanωW
其中ωW是广角端的最大半视角。
-5≤(φ1+φ2+φ4)·fT 2/FT≤5 (9)
其中:
φi:第i透镜的光焦度
fT:远摄端的焦距
FT:远摄端的F数
结构(2-9)
一种可变焦距透镜由具有正折射率的第一透镜组和具有负折射率的第二透镜组构成,这两个透镜组从物体以上述顺序布置,其中,放大率通过改变第一透镜组和第二透镜组之间的距离而改变,其中,第一透镜组具有第三个透镜元件,包括一个1-1透镜、一个1-2透镜和一个1-3透镜,它们从物体以上述顺序布置,以及一个设置得与上述透镜形成的象较近的光阑,1-1透镜和1-2透镜是由塑料透镜体现的,1-3透镜具有正折射率,而第二透镜组具有两个透镜元件,一个是2-1透镜,另一个是具有负折射率的2-2透镜,其中,这两个透镜从物体以上述顺序布置,且满足下述条件:
1.50≤n1-3≤1.90 (10)
1.50≤n2-2≤1.90 (11)
其中,
n1-3:1-3透镜的折射率
n2-2:2-2透镜的折射率
结构(2-10)
在按照结构(2-9)的可变焦距透镜中,1-3透镜是玻璃透镜。
结构(2-11)
在按照结构(2-9)或(2-10)的可变焦距透镜中,2-1透镜的至少一个表面是非球面,并满足下述条件:
0.64≤fW/D≤1.0 (12)
0.50≤|fRC|/fW≤0.80 (13)
其中:
fW:广角端的焦距
D:象面对角线的长度
fRC:第二透镜组的焦距。
结构(2-12)
在按照结构(2-9)至(2-11)中任一种结构的可变焦距透镜中,1-1透镜具有正折射率,其至少一个表面是非球面,2-1透镜具有负折射率,其至少一个表面是非球面,而2-1透镜是塑料透镜,且满足下述条件:
-5≤(φ1+φ2+φ4)·fT 2/FT≤5 (14)
其中:
φi:第i透镜的光焦度
fT:远摄端的焦距
FT:远摄端的F数
每个条件表达式将在下文中解释。
附图的简要说明如下:
图1是实例1中透镜的剖视图。
图2(A)至2(C)是在实例1中透镜的象差图,图2(A)表示其处于短焦点端,图2(B)表示其处于中点,图2(C)表示其处于长焦点端。
图3是实例2中透镜的剖视图。
图4(A)至4(C)是实例2中透镜的象差图,图4(A)表示其处于短焦点端,图4(B)表示其处于中点,图4(C)表示其处于长焦点端。
图5是实例3中透镜的剖视图。
图6(A)至6(C)是实例3中透镜的象差图,图6(A)表示其处于短焦点端,图6(B)表示其处于中点,图6(C)表示其处于长焦点端。
图7是实例4中的透镜的剖视图。
图8(A)至8(C)是实例4中透镜的象差图,图8(A)表示其处于短焦点端,图8(B)表示其处于中点,图8(C)表示其处于长焦点端。图9是实例5中透镜的剖视图。
图10(A)至10(C)是实例5中透镜的象差图,图10(A)表示其处于短焦点端,图10(B)表示其处于中点,图10(C)表示其处于长焦点端。
图11是实例6中透镜的剖视图。
图12(A)至12(C)是实例6中透镜的象差图,图12(A)表示其处于短焦点端,图12(B)表示其处于中点,图12(C)表示其处于长焦点端。
图13是实例7中透镜的剖视图。
图14(A)至14(C)是实例7中透镜的象差图,图14(A)表示其处于短焦点端,图14(B)表示其处于中点,图14(C)表示其处于长焦点端。
图15是实例8中透镜的剖视图。
图16(A)至16(C)是实例8中透镜的象差图,图16(A)表示其处于短焦点端,图16(B)表示其处于中点,图16(C)表示其处于长焦点端。
在本发明的可变焦距透镜中设有具有正折射率的第一透镜组和具有负折射率的第二透镜组,当改变放大率时改变第一透镜组和第二透镜组之间的距离。另外,第一透镜组中具有一个1-1透镜、一个1-2透镜和一个1-3透镜,所有这些透镜从物体以上述顺序布置。该可变焦距透镜具有至少两个塑料透镜。
顺便提及,本发明的可变焦距透镜适用于没有第三透镜组或第四透镜组的2组式可变焦距透镜。本发明的可变焦距透镜最好具有一个光阑,最好是第一透镜组具有光阑。
在本发明中所述“透镜组”是一组透镜,当改变放大率时,这组透镜完全以相同的方式移动。顺便提及,透镜组可以由单独一个透镜或多个透镜构成。
本发明的照相机中具有本发明的可变焦距透镜,它可以用于摄象照相机,也可以用于数字静物照相机。
条件表达式(1)和(10)确定第三透镜折射率的适当范围。满足这些条件可进一步改善彗差,也可使场曲率更好。顺便提及,折射率是d光线(d ray)的折射率。
条件表达式(2)、(6)和(11)确定第五透镜折射率的适当范围。满足这些条件可以进一步改善在广角侧部分上的畸变。顺便提及,折射率是d光线的折射率。
条件表达式(3)、(7)和(12)确定适于本发明的可变焦距透镜的广角端的焦距。满足这些条件就可以得到一种紧凑的可变焦距透镜,象场边缘不会缺少照度。
条件表达式(4)、(8)或(13)确定第二透镜组焦距的适当范围。满足这些条件就可以得到一种紧凑的可变焦距透镜,这种可变焦距透镜象差引起的变劣较小,适于玻璃的研磨。
条件表达式(5)、(9)和(14)表示抑制温度变化引起的焦点位置的浮动的条件,当这些条件被第一透镜组中的塑料透镜的光焦度和第二透镜组中的塑料透镜的光焦度满足时就可以在温度变化引起的焦点位置浮动大的远摄端将焦点位置的浮动控制在焦深内。
假定所有塑料透镜的温度ν值由相同的值νT代表,并且在远摄端的轴向光线的高度对于所有塑料透镜来说大致相等时,焦点位置的浮动δS大致可由下式表达:
δS=-fT 2(φP+φ4)/νT
其中:
νT=nd-1/Δn
νT:温度ν值
Δn:对于温度变化ΔT的折射率浮动
在模糊圈直径为0.05mm,且焦深为±0.05mmFT(FT是远摄端的F数)的条件下,对于30℃的温度变化的νT为大约-100,因此,条件表达式(5)是对于δS在焦深内的情况来说的。
一种可变焦距透镜,它是由具有正折射率的第一透镜组和具有负折射率的第二透镜组构成的,这两个透镜组从物体以上述顺序布置,当第一透镜组和第二透镜组之间的距离改变时,其放大率改变,其中,第一透镜组最好具有4个透镜元件,包括1-1透镜、1-2透镜、1-3透镜和1-4透镜,所有这些透镜从物体以上述顺序布置,第一透镜组最好具有至少一个具有负折射率的塑料透镜和至少一个具有正折射率的塑料透镜,并且1-4透镜是具有正折射率的玻璃透镜,第二透镜组具有两个透镜元件,包括2-1透镜和2-2透镜。
如上所述,当使用许多可大批量生产的塑料透镜时,不仅可以降低成本,而且也可以得到轻的可变焦距透镜。在第一透镜组中,使用负的塑料透镜和正的塑料透镜,通过适当的布置玻璃透镜,而且使第二透镜组为2件式结构,这样就可以得到一种紧凑的可变焦距透镜,它具有例如2.3或更大的可变的光焦度比(power ratio),其中色差、温度浮动补偿及其它象差能以均衡良好的方式修正。
最好满足以下各式:
0.64≤fW/D≤1.0 (15)
0.50≤|fRC|/fW≤0.85 (16)
其中:
fW:广角端的焦距
D:象面对角线的长度
fRC:第二透镜组的焦距。
条件表达式(15)确定适于具有高可变光焦度的可变焦距透镜的广角端的焦距。当值fW/D不低于下限值时,可以充分保证象场边缘的照度,并可保证长的后焦点。因此,可以通过使后透镜的直径较小而保证径向的紧凑度。另一方面,当值fW/D不大于上限值时,可以使可变焦距透镜的总长度变短。
另外,条件表达式(16)是为了确定第二透镜组焦距的适当范围。如果值|fRC|/fW不低于下限值,且第二透镜组的焦距的绝对值被处理,那么,象差变劣就可以得到控制,一个特定凹面的曲率半径不太小,并且当第二透镜组是由两个透镜或更少的透镜构成时玻璃研磨的加工也可以容易地进行。另一方面,当值|fRC|/fW不高于上限值时,第二透镜组的变焦运动量可以限制得较小,因而可变焦距透镜的紧凑度可以得到保证。
下述条件最好得到满足:
0.9≤f1-4/fFC≤2.0 (17)
其中:
f4:1-4透镜的焦距
fFC:第一透镜组的焦距
条件表达式(17)中规定了与1-4透镜的焦距有关的条件。即,当值f1-4/fFC不小于下限值时,可使球面象差保持得较小,并且可将表示对光轴飘移的影响的偏心敏感度保持得较小。另一方面,如果值f1-4/fFC不高于上限值,可以将畸变和侧向色差保持得较小,并可以使可变光焦度比较大。
2-1透镜最好是至少一个表面为非球面的塑料透镜,2-2透镜最好是玻璃透镜,并使下述条件得到满足:
-6≤(φP+φ5)·fr 2/Fr≤6 (18)
其中:
φP:在第一透镜组中塑料透镜的光焦度总和
φ5:远摄端的焦距
Fr:远摄端的F数
条件表达式(18)与下面将要描述的条件表达式(23)和(25)共同表示抑制由温度变化引起的焦点位置的浮动,当第一透镜组中的塑料透镜和第二透镜组中的塑料透镜设定得使上述诸条件得到满足时,在温度变化引起的焦点位置浮动大的远摄端可将焦点位置浮动控制在焦深内。
现在,假定所有塑料透镜的温度阿贝数由相同的值νT代表,且远摄端的轴向光线高度对所有塑料透镜来说大致相同,那么,焦点位置浮动δS大致由下式表达:
ΔS=-fT(φP+φ5)/νT (19)
其中:νT=nd-1/Δn
νT:温度阿贝数
n:对于温度变化ΔT的折射率浮动
在模糊圈直径为0.06mm,且焦深为±0.6mmFT(FT为远摄端的F数)的条件下,对于30℃的温度变化来说的νT约为-100,因此,作为δS在焦深内的条件,条件表达式(18),(23)和(25)在可变焦距透镜具有高可变光焦度的情形中被建立起来。
顺便提及,在正、负2组式可变焦距透镜的情形中,当1-1透镜制成正透镜时,可以容易地使远摄比小,以便适于远摄***中的焦距范围。
1-1透镜具有正折射率,且其特征在于满足下述条件:
2.8≤f1-1/fFC≤7.0 (6)
其中:
f1-1:1-1透镜的焦距
fFC:第一透镜组的焦距
在条件表达式(6)中规定了关于1-1透镜的焦距的条件。当值f1-1/fFC不低于下限值时,广角端的畸变小,且可保证大的可变光焦度比。另一方面,当值f1-1/fFC不高于上限值时,远摄比被控制得不太大,因而可以易于进行侧向色差的修正。
一种可变焦距透镜,它是由具有正折射率的第一透镜组和具有负折射率的第二透镜组构成的,这两个透镜组从物体以上述顺序布置,该可变焦距透镜的放大率当第一透镜组和第二透镜组之间的距离改变时而被改变,并具有2.3或更大的可变光焦度比,其中,第一透镜组最好具有4个透镜元件,包括一个1-1透镜、一个1-2透镜、一个1-3透镜和一个1-4透镜,它们都从物体以上述顺序布置,并具有至少一个具有负折射率的塑料透镜和至少一个具有正折射率的塑料透镜,第二透镜组具有两个透镜元件,包括一个2-1透镜和一个2-2透镜。
当第一透镜组具有4个透镜,包括至少一个具有负折射率的塑料透镜和至少一个具有正折射率的塑料透镜时,甚至在可变焦距透镜具有2.3或更大的可变光焦度比的情形中也可以满意地控制由温度变化引起的焦点位置浮动,并控制各种象差。
在上述可变焦距透镜中,最好满足下面的条件:
0.64≤fW/D≤1.0 (15)
0.50≤|fRC|/fW≤0.85 (16)
其中:
fW:广角端的焦距
D:象面对角线的长度
fRC:第二透镜组的焦距。
在上述可变焦距透镜中,2-1透镜最好是至少一个表面为非球面的塑料透镜,2-2透镜是玻璃透镜,且进一步满足下述条件:
-6≤(φ2+φ2-1)·fr 2/Fr≤6 (18)
其中:
φP:在第一透镜组中塑料透镜的光焦度总和
φ2-1:2-1透镜的光焦度
fr:远摄端的焦距
Fr:远摄端的F数
在上述可变焦距透镜中,1-1透镜最好具有正折射率,并且下述条件得到满足:
2.8≤f1-1/fFC≤7.0 (20)
其中:
f1-1:1-1透镜的焦距
fFC:第一透镜组的焦距
一种可变焦距透镜,它由具有正折射率的第一透镜组和具有负折射率的第二透镜组构成,这两个透镜组从物体以上述顺序布置,当第一透镜组和第二透镜组之间的距离改变时,所述透镜的放大率改变,其中,第一透镜组被该组中最大的空气间隔分成第1a透镜组和第1b透镜组,第1a透镜组由两个或更多透镜元件构成,并具有至少一个具有负折射率的塑料透镜,而第1b透镜组由两个或更多透镜元件构成,并具有至少一个具有正折射率的塑料透镜,第二透镜组由两个或更多透镜元件构成。
通过增加两个塑料透镜之间的距离,可以使表面的折射率较小,并将对偏心的敏感度较小。
在上述可变焦距透镜中,最好满足下述条件:
0.64≤fW/D≤1.0 (15)
0.50≤|fRC|/fW≤0.85 (16)
其中:
fW:广角端的焦距
D:象面对角线的长度
fRC:第二透镜组的焦距。
在上述可变焦距透镜中,最好满足下述条件:
0.06≤Dab/fFC≤0.25 (21)
Dab:第1a透镜组和第1b透镜组之间的距离
FFC:第一透镜组的焦距
在条件表达式(21)中规定了关于第1a透镜组和第1b透镜组之间距离的条件。即,当值Dab/fFC不低于下限值时,可以按照均衡良好的方式抑制球面象差和彗差的变劣,并修正各种象差。另一方面,当值Dab不大于上限值时,可以使透镜较小。
上述可变焦距透镜的特征在于满足下述条件:
0.64≤f1-b/fFC≤1.0 (22)
其中:
f1-b:第1-b透镜分组的焦距
fFC:第一透镜组的焦距
在条件表达式(22)中规定了关于第1-b透镜分组的焦距的条件。即,当值f1-b/fFC不小于下限值时,球面象差小,且对偏心的敏感度可被抑制得较小。另一方面,当值f1-4/fFC不高于上限值时,畸变小,且侧向色差可被抑制得较小。
在上述可变焦距透镜中,第二透镜组最好由塑料透镜构成,其中,一个非球面使用在塑料透镜和玻璃透镜的至少一个表面上,并且下述条件得到满足:
-6≤(φPFC+φPRC)·fr 2/Fr≤6 (23)
其中:
φPFC:第一透镜组中塑料透镜的光焦度总和
φPRC:第二透镜组中塑料透镜的光焦度
fr:远摄端的焦距
Fr:远摄端的F数
在上述可变焦距透镜中,第一透镜组最好具有4个透镜元件,包括一个1-1透镜,一个1-2透镜,一个1-3透镜和一个1-4透镜,它们都从物体以上述顺序布置。
1-1透镜最好具有正折射率,并且进一步满足下述条件:
2.8≤f1-1/fFC≤7.0 (20)
其中:
f1-1:1-1透镜的焦距
fFC:第一透镜组的焦距
一种可变焦距透镜,它由具有正折射率的第一透镜组和具有负折射率的第二透镜组构成,这两个透镜组从物体以上述顺序布置,当第一透镜组和第二透镜组之间的距离改变时,该可变焦距透镜的放大率改变,其中,第一透镜组具有4个或更多透镜元件,包括一个玻璃透镜和三个或更多塑料透镜,第二透镜组由两个或更少的透镜元件构成,具有至少一个塑料透镜。
当大批量生产时,塑料透镜可降低生产成本,并有助于减轻可变焦距透镜的重量。当第一透镜组由一个玻璃透镜和三个或更多塑料透镜构成,且第二透镜组也由塑料透镜构成时,大多数透镜为塑料透镜,只有一个玻璃透镜,该玻璃透镜补偿温度变化,因而可显著降低成本,并减轻透镜重量。
在上这可变焦距透镜中,第一透镜组最好被该组中最大的空气间隔分成第(1-a)透镜分组和第(1-b)透镜分组,在第(1-b)透镜分组中包括玻璃透镜。
如果在第(1-b)透镜分组中使用玻璃透镜,由于透镜直径小,因而可进一步降低成本。
下述条件最好得到满足:
0.64≤fW/D≤1.0 (1)
0.50≤|fRC|/fW≤0.85 (2)
其中:
fW:广角端的焦距
D:象面对角线的长度
fRC:第二透镜组的焦距。
最好满足下述条件:
0.06≤Dab/fFC≤0.25 (21)
其中:
Dab:第1-a透镜分组件和第1-b透镜分组件之间的距离
FFC:第一透镜组的焦距
在上述可变焦距透镜中最好满足下述条件:
0.64≤f1-b/fFC≤1.0 (22)
其中:
f1b:1-b透镜分组件的焦距
fRC:第二透镜组的焦距
在上述可变焦距透镜中,其特征在于非球面使用在第二透镜组中的塑料透镜的至少一个表面上,下述条件进一步得到满足:
-6≤(φPFC+φPRC)·fr 2≤6 (23)
其中:
φPFC:第一透镜组中塑料透镜的光焦度总和
φPRC:第二透镜组中塑料透镜的光焦度总和
fr:远摄端的焦距
Fr:远摄端的F数
其特征在于:具有正折射率的1-1透镜在第一透镜组中设置得更靠近物体,且下述条件得到满足:
2.8≤f1-1/fFC≤7.0 (20)
其中:
f1-1:1-1透镜的焦距
fFC:第一透镜组的焦距
一种可变焦距透镜,它由具有正折射率的第一透镜组和具有负折射率的第二透镜组构成,这两个透镜组从物体以上述顺序布置,当第一透镜组和第二透镜组之间的距离改变时,该可变焦距透镜的放大率改变,其中,第一透镜组由两个或更多玻璃透镜和两个或更多塑料透镜构成,而第二透镜组由两个透镜元件构成,包括第(2-1)透镜和第(2-2)透镜,并且下述条件得到满足:
-0.50≤|fRC|/f2-1≤0.2 (24)
其中:
f2-1:第(2-2)透镜的焦距
fRC:第二透镜组的焦距。
在使用许多塑料透镜的可变焦距透镜中,当在第一透镜组中使用两个或更多玻璃透镜和两个或更多塑料透镜时,可以满意地修正色差和特征的变化,同时降低成本和减轻透镜重量。
另外,条件表达式(24)规定了关于第(2-1)透镜的焦距的条件。当值|fRC|f2-1不低于下限值,由于第(2-1)透镜的负折射率可得到抑制,因而可以容易地修正色差。另一方面,当值|fRC|/f2-1不高于下限值时,由于可以减弱第(2-2)透镜的折射率,因而可以抑制畸变。
在上述可变焦距透镜中,第一透镜组中最好具有至少一个具有60或更大的阿贝数的玻璃透镜和至少一个具有30-50阿贝数的玻璃透镜。
在第一透镜组的玻璃透镜中,当使用至少一种具有60或更大阿贝数的材料和至少一种具有30-50阿贝数的材料时,在广角端和远摄端都能够以均衡良好的方式修正色差。
下述条件最好得到满足:
0.64≤fW/D≤1.0 (15)
0.50≤|fRC|/fW≤0.85 (16)
其中:
fW:广角端的焦距
D:象面对角线的长度
fRC:第二透镜组的焦距。
第(2-1)透镜最好是至少一个表面为非球面的塑料透镜,第(2-2)透镜是玻璃透镜,且下述条件进一步得到满足:
-6≤(φPFC+φP2-1)·fr 2/Fr≤6 (11)
其中:
φPFC:第一透镜组中塑料透镜光焦度的总和
φP2-1:第(2-1)透镜的的光焦度
fr:远摄端的焦距
Fr:远摄端的F数
其特征在于:在第一透镜组中,具有正折射率的第(1-1)透镜布置得最靠近物体,下述条件得到满足:
2.8≤f1-1/fFC≤7.0 (6)
其中:
f1-1:第(1-1)透镜的焦距
fFC:第一透镜组的焦距
在一个由具有正折射率的第一透镜组和具有负折射率的第二透镜组构成的2组式可变焦距透镜中,最好包括两个或更多塑料透镜,所包括的所有塑料透镜的饱和吸水率不大于1.2%。
在上述可变焦距透镜中,上述塑料透镜的饱和吸水率最好不大于0.7%。
与玻璃透镜比较,塑料透镜的饱和吸水率高,因而当湿度突然变化时,塑料透镜容易短暂地表现出吸水量的不均匀分布,从而导致不均匀的折射率,不能得到很好的性能。因此,如果使所有的塑料透镜具有不大于1.2%(最好为0.7%或更小)。那么,上述问题就可得到缓解。顺便提及,由于聚烯类材料、聚碳酸酯类材料和聚苯乙烯类材料具有小的饱和吸水率,因而可以通过使用上述材料防止塑料透镜性能的变劣。
在上述可变焦距透镜中,最好满足下述条件:
3≤fr/fFC≤6 (26)
其中:
fr:远摄端的焦距
fFC:第一透镜组的焦距
在正、负2组式可变焦距透镜中,第一透镜组的象差被第二透镜组的成象放大扩大。特别是由于在远摄端成象放大率大,因而必须使第一透镜组的折射率适当。
在条件表达式(26)中,当值fr/fFC为下限值或较高时,由于可使后焦点较长,因而可使第二透镜组的尺寸较小。当值fr/fFC不高于上限值时,由于第一透镜组中引起的象差可以得到控制,因而可以修正第二透镜组中的象差。
在上述可变焦距透镜中最好满足下述条件:
0.64≤fW/D≤1.0 (15)
0.50≤|fRC|/fW≤0.85 (16)
其中:
fW:广角端的焦距
D:象面对角线的长度
fRC:第二透镜组的焦距。
在上述可变焦距透镜中最好满足下述条件:
-6≤(φPFC+φPRC)·fr 2/Fr≤6 (23)
其中:
φPFC:第一透镜组中塑料透镜光焦度的总和
φPRC:第二透镜组中塑料透镜光焦度的总和
fr:远摄端的焦距
Fr:远摄端的F数
在上述可变焦距透镜中,在第一透镜组中具有正折射率的第一透镜最好布置得最靠近物体,且下述条件得到满足:
2.8≤f1-1/fFC≤7.0 (20)
其中:
f1-1:第(1-1)透镜的焦距
fFC:第一透镜组的焦距
在一个由具有正折射率的第一透镜组和具有负折射率的第二透镜组构成的2组式可变焦距透镜中,最好包括两个或更多的塑料透镜,并且所包括的所有塑料透镜的折射率为1.5或更大。
当如在本发明中那样通过采用上述材料使折射率高时,得到的效果是,可使透镜的曲率半径较大、可使对偏心的敏感度变小,并使透镜成形容易。
在上述可变焦距透镜中最好满足下述条件:
3≤fr/fFC≤6 (26)
其中:
fr:远摄端的焦距
fFC:第一透镜组的焦距
在上述可变焦距透镜中最好满足下述条件:
0.64≤fW/D≤1.0 (15)
0.50≤|fRC|/fW≤0.85 (16)
其中:
fW:广角端的焦距
D:象面对角线的长度
fRC:第二透镜组的焦距。
在上述可变焦距透镜中最好满足下述条件:
-6≤(φPFC+φPRC)·fr 2/Fr≤6 (23)
其中:
φPFC:第一透镜组中塑料透镜光焦度的总和
φPRC:第二透镜组中塑料透镜光焦度的总和
fr:远摄端的焦距
Fr:远摄端的F数
其特征在于:在第一透镜组中具有正折射率的第(1-1)透镜布置得最靠近物体,并且下述条件得到满足:
2.8≤f1-1/fFC≤7.0 (20)
其中:
f1-1:第(1-1)透镜的焦距
fFC:第一透镜组的焦距
实例
下面将要描述本发明的实例,但是,本发明并不局限于这些实例。在各实例中使用下述符号:
F:F数
ω:半场角
r:折射角的曲率半径
d:折射面之间的距离
Nd:对于d光线来说,透镜材料的折射率
νd:透镜材料的阿贝数
F:焦距
fb:后焦点
关于在各实例中非球面的形式,X轴是沿光轴方向的,高度h是沿着与光轴垂直的方向的,在表达式中的K,A4,A6,A8,A10和A12为非球面系数。
表达式1
实例1
实例1是结构(1-1)至(1-3)及(1-7)至(1-9)中所包括的实例。图1是实例1的透镜的剖视图。透镜数据表示在表格1和表格2中。表格1
f=39.50-86.60 F=4.93-10.81
fb=8.77-52.94 2ω=56.3°-28.2°
表面序号 | r(mm) | d(mm) | Nd | νd |
1*2*34567*8*910 | 22.78828.83429.89016.01939.063-14.401-133.000-133.664-10.939-24.956 | 1.702.701.205.703.20可变间隔2.008.001.10 | 1.497001.805181.518231.497001.74320 | 56.025.459.056.049.3 |
可变间隔 | |||
f | 39.50 | 58.52 | 86.60 |
d6 | 13.99 | 7.60 | 3.30 |
在第6表面后0.8mm的位置上设置光阑 |
●非球面表格2
表面序号 | 非球面系数 |
第1表面 | K=1.95400×100A4=-8.54140×10-5A6=-5.58340×10-7A8=5.0220×10-9A10=-5.28750×10-11 |
第2表面 | K=1.04960×101A4=-3.56290×10-5A6=-5.14370×10-7A8=1.26240×10-8A10=-2.05480×10-10 |
第7表面 | K=0.0A4=6.22590×10-5A6=1.38840×10-6A8=-2.54280×10-8A10=1.94740×10-10 |
第8表面 | K=0.0A4=1.10760×10-5A6=1.20350×10-6A8=-2.21190×10-8A10=1.51240×10-10 |
第一透镜组LG1由具有正折射率的第一塑料透镜、具有负折射率的第二透镜和具有正折射率的第三玻璃透镜构成,而第二透镜组由几乎没有光焦度的第四塑料透镜和具有负折射率的第五玻璃透镜构成。图2表示在实例1中(A)是短焦点端的透镜象差图,(B)是在中点的透镜象差图,(C)是在长焦点端的象差图。
实例2
图3是实例2中透镜的剖视图。表格3
f=36.01-68.20 F=5.28-10.0
fb=7.85-39.26 2ω=60.2°-35.4°
表面序号 | r(mm) | d(mm) | Nd | νd |
1*2*34*567*8*910 | 16.54329.72442.87415.58240.583-14.031-110.943-112.992-9.884-22.579 | 2.300.501.508.412.20可变间隔2.206.011.50 | 1.497001.583001.487491.497001.72000 | 56.030.070.256.050.2 |
可变间隔 | |||
f | 36.01 | 50.05 | 68.20 |
d6 | 12.02 | 6.84 | 3.30 |
在第6表面后0.8mm的位置上设置的光阑 |
●非球面表格4
表面序号 | 非球面系数 |
第1表面 | K=1.7913A4=-8.9498×10-5A6=-9.3542×10-7A8=-8.8100×10-9A10=-9.7359×10-11 |
第2表面 | K=9.0873A4=-8.1944×10-5A6=-1.8885×10-6A8=1.0263×10-8A10=-1.4367×10-10 |
第4表面 | K=2.6630A4=1.9450×10-6A6=1.3766×10-6A8=-2.6583×10-8A10=-7.0074×10-11 |
第7表面 | K=1.5085×102A4=1.3695×10-4A6=1.7691×10-6A8=-1.7411×10-8A10=2.0501×10-10A12=-2.0516×10-13 |
第8表面 | K=-1.0351×103A4=-9.1505×10-6A6=2.5656×10-6A8=-2.4580×10-8A10=1.4796×10-10A12=7.2149×10-13 |
第一透镜组LG1由具有正折射率的第一塑料透镜、具有负折射率的第二塑料透镜和具有正折射率的第三玻璃透镜构成,而第二透镜组LG2由几乎没有光焦度的第四塑料透镜和具有负折射率的第五玻璃透镜构成。图4表示在实例2中(A)在短焦点端,(B)在中点,(C)在长焦点端的透镜象差图。
实例3
实例3是包括在结构(1-4)、(1-5)、(1-7)、(1-8)和(1-9)中的实例。图5是实例3的透镜的剖视图。透镜数据表示在表格5和表格6中。表格5
f=36.50-67.50 F=5.57-10.3
fb=8.08-39.70 2ω=60.0°-35.4°
表面序号 | r(mm) | d(mm) | Nd | νd |
1*234*567*8*910 | 44.770-48.668-23.858190.892101.042-13.799-63.191-64.448-9.549-20.316 | 2.500.351.504.202.50可变间隔2.506.241.50 | 1.525001.583001.516331.497001.69680 | 56.030.064.156.055.5 |
可变间隔 | |||
f | 36.50 | 49.60 | 67.50 |
d6 | 12.31 | 7.13 | 3.30 |
在第6表面后0.8mm的位置上设置的光阑 |
●非球面表格6
表面序号 | 非球面系数 |
第1表面 | K=-9.99238×101A4=3.80295×10-5A6=-1.93720×10-6A8=2.70973×10-8A10=-2.32908×10-10 |
第4表面 | K=4.18123×102A4=-3.50573×10-5A6=2.29666×10-6A8=-2.55234×10-8A10=1.76102×10-10 |
第7表面 | K=5.26340×101A4=9.69222×10-5A6=1.24697×10-6A8=-2.05866×10-8A10=3.11881×10-10 |
第8表面 | K=-2.34329×101A4=-2.39101×10-6A6=3.61704×10-7A8=-1.52093×10-8A10=1.43974×10-10 |
第一透镜组LG1由具有正折射率的第一塑料透镜、具有负折射率的第二塑料透镜和具有正折射率的第三玻璃透镜构成,而第二透镜组LG2由几乎没有光焦度的第四塑料透镜和具有负折射率的第五玻璃透镜构成。图6表示在实例3中(A)在短焦点端,(B)在中点,(C)在长焦点端的透镜象差图。
现在,在各实例中的各条件表达式的值表示在表格7和表格8中。表格7
表格8
条件表达式 | 实例1 |
n3n5fW/D|fRC|/fW(φP+φ4)·fT 2/FT | 1.521.740.910.683.47 |
条件表达式 | 实例2 |
n5fW/D|fRC|/fW(φ1+φ2+φ4)·fT 2/FT | 1.720.830.71-4.32 |
条件表达式 | 实例3 |
n3n5fW/D|fRC|/fW(φ1+φ2+φ4)·fT 2/FT | 1.521.700.840.74-2.34 |
如表格7和表格8所示,本发明的条件表达式分别获得满足。另外,在各实例中,如图42所示,对于远摄和广角来说,显然球面象差、象散性和畸变得到了满意的修正。
下面将描述本发明的其它实例,本发明并不局限于这些实例。各实例共用的符号如下:
F:F数
ω:半场角
r:折射表面曲率半径
d:折射表面之间的距离
Nd:透镜材料的阿贝数
f:焦距
fb:后焦点
在每个表格中带有*号的透镜为塑料透镜。
关于各实例中非球面的形式,X轴是沿光轴方向的,高度h是沿与光轴垂直的方向的,在表达式中K,A4,A6、A8,A10和A12为非球面系数。表达式1 实例4表格9
f=39.6-73.30 F=5.6-10.3
fb=6.66-45.67 2ω=56°-32°
表面序号 | r(mm) | d(mm) | Nd | νd | |
1*234*567*8*910 | 1805.078-17.348-22.352-5313.280-28.210-13.081-72.830-73.738-11.700-31.130 | 3.001.001.802.944.50可变间隔2.206.602.00 | 1.525001.583001.622991.525001.52500 | 56.030.058.256.056.0 | 聚烯类塑料聚碳酸酯类塑料玻璃聚烯类塑料聚烯类塑料 |
可变间隔 | |||
f | 36.60 | 54.01 | 73.30 |
d6 | 17.25 | 9.44 | 3.80 |
在第6表面后0.8mm的位置上设置的光阑 |
●非球面表格10
实例5
表面序号 | 非球面系数 |
第1表面 | K=-5.5079×10+5A4=-1.2975×10-4A6=-2.8581×10-7A8=3.0098×10-9A10=-6.8519×10-12 |
第4表面 | K=2.5669A4=6.3834×10-5A6=-8.1136×10-7A8=6.3021×10-9A10=-6.3671×10-11 |
第7表面 | K=4.8682×10+1A4=5.6343×10-5A6=2.0704×10-6A8=-3.5854×10-8A10=2.2264×10-10 |
第8表面 | K=-2.3907×10+2A4=-6.1612×10-5A6=2.7406×10-6A8=-3.9821×10-8A10=1.9414×10-10 |
表格11
f=26.20-38.70 F=6.6-9.8
fb=7.41-21.98 2ω=66°-48°
表面序号 | r(mm) | d(mm) | Nd | νd | |
1*234*567*8*910 | -732.167-15.761-12.896-41.519-44.449-8.028751.029100.00-6.900-18.000 | 2.200.701.302.202.90可变间隔1.504.201.50 | 1.525001.583001.516331.497001.49700 | 56.030.064.156.056.0 | 聚烯类塑料聚碳酸酯类塑料玻璃聚烯类塑料聚烯类塑料 |
可变间隔 | |||
f | 26.20 | 31.80 | 38.70 |
d6 | 7.42 | 4.84 | 2.70 |
在第6表面后0.7mm的位置上设置的光阑 |
●非球面表格12
表格13
实例6
表面序号 | 非球面系数 |
第1表面 | K=-9.5037×1012A4=-2.6238×10-4A6=3.4544×10-6A8=7.6603×10-9A10=-8.0922×10-10 |
第4表面 | K=-2.4505×10+1A4=-2.2812×10-5A6=2.2459×10-5A8=-4.3825×10-7A10=1.0829×10-8 |
第7表面 | K=2.1139×10-12A4=-1.1103×10-4A6=2.0763×10-5A8=-3.1092×10-7A10=4.1011×10-9 |
第8表面 | K=2.6289×10+2A4=-2.5268×10-4A6=1.1220×10-5A8=-1.1891×10-7A10=2.4420×10-9 |
条件表达式 | 实例4 | 实例5 |
n3n5fW/D|fRC|/fW(ra-rb)/(ra+rb)(φ1+φ2+φPRC/mT)·fT 2/FT | 1.6231.5250.920.920.37-3.70 | 1.5161.4970.760.810.69-3.05 |
实例6是相应于结构(1-1)、(1-10)、(1-11)、(1-12)、(1-13)、(1-15)和(1-16)的实例。图11是实例6的透镜的剖视图。透镜数据表示在表格14和表格15中。表格14
f=36.50-110.02 F=3.9-11.8
fb=6.24-76.02 2ω=60°-22°
表面序号 | r(mm) | d(mm) | Nd | νd |
123456789101112 | 617.712-67.789-25.9273080.94388.877-79.351868.646-15.731-82.342-83.781-11.200-28.360 | 2.500.801.604.382.000.504.04可变间隔2.206.701.50 | *1.52500*1.58300*1.525001.51823*1.525001.71300 | 56.030.056.059.056.053.9 |
可变间隔 | |||
f | 36.50 | 60.80 | 110.02 |
d6 | 16.90 | 8.71 | 3.20 |
在第8表面后0.8mm的位置上设置的光阑 |
*:塑料。此外为玻璃表格15
表面序号 | 非球面系数 |
第1表面 | K=2.8342×103A4=-3.3400×10-5A6=5.7291×10-8A8=1.6163×10-9A10=-1.0465×10-11 |
第4表面 | A4=1.5748×10-5A6=6.9817×10-7A8=-2.9765×10-10A10=3.2969×10-11 |
第5表面 | K=-4.4205×101A4=-2.1628×10-5A6=4.1061×10-7A8=-1.4205×10-8A10=1.9793×10-10 |
第9表面 | K=6.4056×101A4=1.1554×10-4A6=9.2151×10-7A8=-8.6869×10-9A10=8.9755×10-11 |
第10表面 | K=-3.4306×102A4=-1.5690×10-5A6=1.9788×10-6A8=-2.3551×10-8A10=1.5734×10-10 |
第一透镜组GL1由具有正折射率的第一透镜、具有负折射率的第二透镜、具有正折射率的第三透镜和具有正折射率的第四透镜构成,所有上述透镜从物体以上述顺序布置,而第二透镜组GL2由几乎没有光焦度的第五透镜和具有负折射率的第六透镜构成。第一透镜、第三透镜和第五透镜为聚烯类塑料透镜,其饱和吸水率为0.01%,第二透镜为聚碳酸酯类塑料透镜,其饱和吸水率为0.4%。图12表示在实例6中(A)在短焦点端,(B)在中点,(C)在长焦点端的透镜象差图。实例7
实例7为相应于结构(1-1)、(1-10)至(1-13)、(1-15)和(1-16)的实例。图13是实例7中的透镜的剖视图。透镜数据表示在表格16和表格17中。表格16
f=39.60-120.08 F=3.9-11.8
fb=8.19-84.38 2ω=56°-20°
表面序号 | r(mm) | d(mm) | Nd | νd |
123456789101112 | 478.411-80.267-25.519196.56632.633-32.288-86.372-22.085-82.716-84.163-10.995-26.869 | 2.500.901.604.503.500.502.50可变间隔2.206.511.50 | *1.52500*1.583001.50137*1.52500*1.525001.69680 | 56.030.056.456.056.055.5 |
可变间隔 | |||
f | 39.60 | 66.30 | 120.08 |
d6 | 16.74 | 8.62 | 3.23 |
在第6表面后0.8mm的位置上设置的光阑 |
*:塑料,除此以外为玻璃表格17
表面序号 | 非球面系数 |
第1表面 | A4=-4.8016×10-5A6=-2.5221×10-7A8=4.3574×10-9A10=-3.9193×10-11 |
第4表面 | A4=-1.8686×10-5A6=4.2045×10-8A8=6.2129×10-9A10=-9.4340×10-11 |
第8表面 | K=-3.3423×101A4=-1.7355×10-5A6=3.2906×10-7A8=-8.9883×10-9A10=8.9295×10-11 |
第9表面 | K=6.9958×101A4=1.3193×10-4A6=1.1462×10-6A8=-1.2949×10-8A10=1.2449×10-10 |
第10表面 | K=-3.9941×102A4=-1.0776×10-5A6=2.3752×10-6A8=-2.8387×10-8A10=1.8777×10-10 |
第一透镜组GL1由具有正折射率的第一透镜、具有负折射率的第二透镜、具有正折射率的第三透镜和具有正折射率的第四透镜构成,所有上述透镜从物体以上述顺序布置,而第二透镜组GL2由几乎没有光焦度的第五透镜和具有负折射率的第六透镜构成。第一透镜、第四透镜和第五透镜为聚烯类塑料透镜,其饱和吸水率为0.01%,第二透镜为聚碳酸酯类塑料透镜,其饱和吸水率为0.4%。图14表示在实例7中(A)在短焦点端,(B)在中点,(C)在长焦点端的透镜象差图。实例8
实例8是相应于结构(1-1)、(1-10)、(1-11)、(1-12)、(1-14)、(1-15)和(1-16)的实例。图15是实例8中透镜的剖视图。透镜数据表示在表格18和表格19中。
表格18
f=39.60-110.60 F=3.9-11.8
fb=8.44-75.68 2ω=56°-22°
表面序号 | r(mm) | d(mm) | Nd | νd |
1*234*567*8*9101112 | ∞-90.000-29.398510.39658.160-56.226-311.813-16.559-84.055-85.521-10.986-27.116 | 2.001.201.804.302.400.504.50可变间隔2.206.301.50 | 1.54814*1.58300*1.525001.48749*1.525001.69680 | 45.830.056.070.256.055.5 |
可变间隔 | |||
f | 39.60 | 66.30 | 110.60 |
d6 | 16.53 | 8.54 | 3.80 |
在第8表面后0.8mm的位置上设置的光阑 |
*:塑料,除此以外为玻璃表格19
表面序号 | 非球面系数 |
第3表面 | K=9.0599A4=-1.6122×10-4A6=3.1527×10-6A8=-1.4541×10-8A10=8.6405×10-11 |
第4表面 | K=-1.9730×104A4=-1.6689×10-4A6=2.6840×10-6A8=-1.3752×10-9A10=-7.4763×10-11 |
第5表面 | K=-4.0104×10A4=-2.5746×10-5A6=-9.6321×10-8A8=7.5206×10-9A10=-7.6400×10-11 |
第9表面 | K=7.0703×10A4=1.3157×10-4A6=5.0990×10-7A8=3.6091×10-9A10=3.2895×10-11 |
第10表面 | K=-1.6244×102A4=2.9156×10-5A6=9.5216×10-7A8=-8.1202×10-9A10=1.1760×10-10 |
第一透镜组GL1由具有正折射率的第一透镜、具有负折射率的第二透镜、具有正折射率的第三透镜和具有正折射率的第四透镜构成,所有上述透镜从物体以上述顺序布置,而第二透镜组GL2由几乎没有光焦度的第五透镜和具有负折射率的第六透镜构成。第二透镜为聚碳酸酯类塑料透镜,其饱和吸水率为0.4%,第三透镜和第五透镜为聚烯类塑料透镜,其饱和吸水率为0.01%。图12表示在实例6中(A)在短焦点端,(B)在中点,(C)在长焦点端的透镜象差图。
现将各实例中每个表达式的值表示在表格20中。表格20
条件表达式 | 实例6 | 实例7 | 实例8 |
fW/D|fRC|/fWf4/fFC(φP+φ5)·fT 2/FT(φPFC+φPRC)·fT 2/FT(φPFC+φ2-1)·fT 2/FTf1/fFCDab/fFCf1b/fFC|fRC|/f2-1fT/fFC | 0.850.731.06-1.734.150.160.80-0.0013.92 | 0.920.691.92-0.464.520.160.75-0.0014.14 | 0.920.691.24-3.165.700.150.79-0.0013.84 |
如表格20所示,每个值满足本发明的每个条件表达式。
由于本发明的可变焦距透镜是按照上面的描述构制的,因而提供了下述效果。即,本发明的可变焦距透镜适用于透镜快门式照相机,它可满意地修正各种象差、结构紧凑且成本低廉。另外,可变焦距透镜的球面象差和场的曲率,以及纵向色差和侧向色差等方面都可以得到满意的修正,而且成本低廉、成象性能很好。另外,甚至在大的可变焦比的情形中,也可保持上述效果,并且尽管存在浮动也可以将各种象差保持在良好的状态中。本专业技术人员可以修改实施例的细节而并不超出本发明的范围。
Claims (19)
1.一种以可变的放大率成象的可变焦距透镜,它包括:
一个具有正折射率的第一透镜组,以及
一个设置得比第一透镜组更靠近象的,且具有负折射率的第二透镜组,
其中,当改变放大率时,第一透镜组和第二透镜组之间的距离被改变,
其中,第一透镜组包括一个1-1透镜、一个1-2透镜和一个1-3透镜,这些透镜从物体以上述顺序对准,以及
其中,所述可变焦距透镜包括至少两个塑料透镜。
2.如权利要求1所述的可变焦距透镜,其特征在于:第一透镜组不包括一个1-4透镜,且第二透镜组包括一个2-1透镜和一个2-2透镜,这两个透镜从物体以上述顺序对准,以及
1-1透镜是塑料透镜,1-3透镜具有正折射率,2-2透镜具有负折射率。
3.如权利要求2所述的可变焦距透镜,其特征在于:1-2透镜具有负折射率,且下述条件得到满足:
1.50≤n1-3≤1.90
1.50≤n2-2≤1.90
其中,n1-3是1-3透镜的折射率,n2-2是2-2透镜的折射率。
4.如权利要求2所述的可变焦距透镜,其特征在于:1-2透镜是塑料透镜,在可变焦距透镜的整个***中至少四个透镜表面是非球面,并且下述条件得到满足:
1.50≤n2-2≤1.90
其中,n2-2是2-2透镜的折射率
5.如权利要求2所述的可变焦距透镜,其特征在于:1-2透镜是塑料透镜,并且下述条件得到满足:
1.50≤n1-3≤1.90
1.50≤n2-2≤1.90
其中,n1-3是1-3透镜的折射率,n2-2是2-2透镜的折射率。
6.如权利要求2所述的可变焦距透镜,其特征在于:1-1透镜是具有正折射率的塑料透镜,1-2透镜是塑料透镜,1-3透镜是具有正折射率的弯月形玻璃透镜,其中,所述弯月形玻璃透镜的象侧是凹形的,2-2透镜是具有负折射率的塑料透镜。
7.如权利要求2所述的可变焦距透镜,其特征在于:2-1透镜是玻璃透镜。
8.如权利要求2所述的可变焦距透镜,其特征在于:1-4透镜具有至少一个非球面,并且下述条件得到满足:
0.64≤fW/D≤1.0
0.50≤|fRC|/fW≤0.80
其中,fW是可变焦距透镜的广角端的焦距,D是象面对角线的长度,fRC是第二透镜组的焦距。
9.如权利要求2所述的可变焦距透镜,其特征在于:1-1透镜是正折射率的透镜,具有至少一个非球面,2-1透镜是塑料透镜,并具有至少一个非球面,并且下式得到满足:
-5≤(φP+φ4)·fT 2/FT≤5
其中,φP是第一透镜组的塑料透镜的光焦度,φ4是2-1透镜的光焦度,fT是可变焦距透镜在远摄端的焦距,FT是可变焦距透镜在远摄端的F数。
10.如权利要求1所述的可变焦距透镜,其特征在于:
第一透镜组包括一个1-4透镜,该透镜是具有正折射率的玻璃透镜,第二透镜组包括一个2-1透镜和一个2-2透镜,其中,第一透镜组包括至少一个具有负折射率的塑料透镜和至少一个具有正折射率的塑料透镜。
11.如权利要求1所述的可变焦距透镜,其特征在于:放大率为2.3或更大,第一透镜组包括一个1-4透镜,第二透镜组包括一个2-1透镜和一个2-2透镜,其中,第一透镜组包括至少一个具有负折射率的塑料透镜和至少一个具有正折射率的塑料透镜。
12.如权利要求1所述的可变焦距透镜,其特征在于:第一透镜组由最大空气空间分成一个1-a透镜分组和一个1-b透镜分组,第二透镜组包括一个2-1透镜和一个2-2透镜,其中,1-a透镜分组包括至少两个透镜,包括至少一个具有负光焦度的塑料透镜,1-b透镜分组包括至少两个透镜,包括至少一个具有正光焦度的塑料透镜。
13.如权利要求1所述的可变焦距透镜,其特征在于:第一透镜组包括至少一个玻璃透镜和至少三个塑料透镜,第二透镜组包括至多两个透镜,包括至少一个塑料透镜。
14.如权利要求1所述的可变焦距透镜,其特征在于:第一透镜组包括至少两个玻璃透镜和至少两个塑料透镜,第二透镜组包括一个2-1透镜和一个2-2透镜,并且下式得到满足:
-0.50≤|fRC|/f2-1≤0.20
其中,fRC是第二透镜组的焦距,f2-1是2-2透镜的焦距。
15.如权利要求1所述的可变焦距透镜,其特征在于:可变焦距透镜的所有塑料透镜具有1.2%或更小的饱和吸水率。
16.如权利要求1所述的可变焦距透镜,其特征在于:可变焦距透镜的所有塑料透镜具有1.5或更大的折射率。
17.如权利要求1所述的可变焦距透镜,其特征在于:1-1透镜是具有正折射率的塑料透镜。
18.一种以可变放大率摄取物体的象的照相机,它包括:
一个可变焦距透镜,该可变焦距透镜具有
一个具有正折射率的第一透镜组,以及
一个设置得比第一透镜组更靠近象的,且具有负折射率的第二透镜组,
其中,当改变放大率时,第一透镜组和第二透镜组之间的距离被改变,
其中,第一透镜组包括一个1-1透镜、一个1-2透镜和一个1-3透镜,上述透镜从物体以上述顺序对准,以及
其中,可变焦距透镜包括至少两个塑料透镜。
19.如权利要求18所述的照相机,其特征在于第一透镜组不包括一个1-4透镜,第二透镜组包括一个2-1透镜和一个2-2透镜,这两个透镜从物体以上述顺序对准,以及
其中,1-1透镜是塑料透镜,1-3透镜具有正折射率,2-2透镜具有负折射率。
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