可变放大率光学系统、光学装置以及可变放大率光学系统的生产方法_3

文档序号:8449109阅读:来源:国知局
[0107] 在根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统中,当(-f2)/fw的值等于或 降至低于条件表达式(2-1)的下限值时,变得难以在变焦时抑制第二透镜组导致的球面像 差和像散变化,所以不能实现高光学性能。同时,为了更确定地获得本申请的有利效果,更 优选将条件表达式(2-1)的下限值设为0.760。
[0108] 另一方面,在根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统中,当(-f2)/fw的 值等于或超过条件表达式(2-1)的上限值时,变得需要在变焦时提高第一透镜组和第二透 镜组之间的距离变化量以便获得预定变焦比。出于该原因,难以实现小型化,并且另外,从 第一透镜组入射到第二透镜组的离轴光束距离光轴的高度根据变焦变化极大。因此,导致 像散过度变化,所以不能实现高光学性能。同时,为了更确定地获得本申请的有利效果,更 优选将条件表达式(2-1)的上限值设为1. 180。此外,为了更确定地获得本申请的有利效 果,更优选将条件表达式(2-1)的上限值设为1. 145。
[0109] 条件表达式(2-2)限定了在变焦时,在光轴上的从第三透镜组的最像侧的透镜表 面至第四透镜组的最物体侧的透镜表面的距离,即第三透镜组和第四透镜组之间的距离的 适当变化量范围。通过满足条件表达式(2-2),根据本申请的第二实施例的可变放大率光学 系统能够抑制变焦时的彗差和像散变化。
[0110] 在根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统中,当(d3t-d3w)/fw的值等 于或降至低于条件表达式(2-2)的下限值时,变得难以在变焦时抑制第三透镜组导致的像 散变化,所以不能实现高光学性能。同时,为了更确定地获得本申请的有利效果,更优选将 条件表达式(2-2)的下限值设为0.000。
[0111] 另一方面,在根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统中,当(d3t-d3w)/ fw的值等于或超过条件表达式(2-2)的上限值时,变得难以在变焦时抑制第四透镜组导致 的彗差变化,所以不能实现高光学性能。同时,为了更确定地获得本申请的有利效果,更优 选将条件表达式(2-2)的上限值设为0. 500。
[0112] 通过上述构造,可能实现一种具有高变焦比和高光学性能的小尺寸可变放大率光 学系统。
[0113] 此外,在根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统中,优选地,第一透镜组 在从广角端状态变焦至远摄端状态时朝着物体侧移动。通过这种构造,可能抑制变焦时穿 过第一透镜组的离轴光束距离光轴的高度变化。因此,可能抑制变焦时的像散变化,另外减 小第二透镜组的直径。
[0114] 此外,在根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统中,优选地,第五透镜组 具有正屈光力。通过这种构造,第五透镜组的可用放大率变得比等效放大率更小。结果,可 能相对地延长第一至第四透镜组的复合焦距,所以能够将制造期间第一至第四透镜组中的 透镜之间导致的偏心引起的对偏心彗差等等的影响抑制地相对小,并且由此能够实现高光 学性能。
[0115] 此外,在根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统中,优选地,第一透镜组 和第二透镜组之间的距离在从广角端状态变焦至远摄端状态时增大。通过这种构造,可能 使第二透镜组的放大率更大,以便能够在有效地实现高变焦比的同时抑制在变焦时的球面 像差和像散变化。
[0116] 此外,在根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统中,优选地,第二透镜组 和第三透镜组之间的距离在从广角端状态变焦至远摄端状态时减小。通过这种构造,可能 使第三透镜组和第四透镜组的复合放大率更大,以便能够在有效地实现高变焦比的同时抑 制在变焦时的球面像差和像散变化。
[0117] 此外,在根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统中,优选地,第四透镜组 和第五透镜组之间的距离在从广角端状态变焦至远摄端状态时增大。通过这种构造,可能 使第三透镜组和第四透镜组的复合放大率更大,以便能够在有效地实现高变焦比的同时抑 制在变焦时的球面像差和像散变化。
[0118] 此外,在根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统中,优选地,第五透镜组 在从广角端状态变焦至远摄端状态时位置固定。通过这种构造,可能在变焦时改变从第四 透镜组入射到第五透镜组上的周边光线离光轴的高度,并且由此更优异地抑制变焦时的像 散变化。
[0119] -种根据本申请的第二实施例的光学设备包括具有上述构造的可变放大率光学 系统。通过这种构造,可能实现一种具有高变焦比和高光学性能的小尺寸光学设备。
[0120] 在制造根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统的方法中,该可变放大 率光学系统从物体侧开始依次包括:具有正屈光力的第一透镜组;具有负屈光力的第二透 镜组;具有正屈光力的第三透镜组;具有正屈光力的第四透镜组;和第五透镜组。该方法 包括以下步骤:布置第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组以满足下文所述的条件表达式 (2-1)和(2-2);和布置成在从广角端状态变焦至远摄端状态时,第一透镜组和第二透镜组 之间的距离、第二透镜组和第三透镜组之间的距离、第三透镜组和第四透镜组之间的距离 以及第四透镜组和第五透镜组之间的距离改变:
[0121] 0. 650<(-f2)/fw<l. 240 (2-1)
[0122] -0. 050<(d3t-d3w)/fw<0.750 (2-2)
[0123] 其中fV表示可变放大率光学系统在广角端状态下的焦距,f2表示第二透镜组的 焦距,d3w表示在广角端状态下从第三透镜组的最像侧透镜表面至第四透镜组的最物体侧 透镜表面的距离,并且d3t表示在远摄端状态下从第三透镜组的最像侧透镜表面至第四透 镜组的最物体侧透镜表面的距离。通过这种构造,可能实现一种具有高变焦比和高光学性 能的小尺寸可变放大率系统。
[0124] 下面解释根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统、光学设备和制造该可 变放大率光学系统的方法。
[0125] 根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统从物体侧开始依次包括:具有正 屈光力的第一透镜组;具有负屈光力的第二透镜组;具有正屈光力的第三透镜组;具有正 屈光力的第四透镜组;和第五透镜组;其中在从广角端状态变焦至远摄端状态时,第一透 镜组和第二透镜组之间的距离、第二透镜组和第三透镜组之间的距离、第三透镜组和第四 透镜组之间的距离以及第四透镜组和第五透镜组之间的距离改变。通过这种构造,本申请 的可变放大率光学系统能够实现从广角端状态变焦至远摄端状态,并且抑制关联变焦的畸 变、像散和球面像差的相应变化。
[0126] 此外,在根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统中,满足以下条件表达 式(3-1)和(3-2):
[0127] 4. 000< (TLt-TLw) /fw<7. 000 (3-1)
[0128] -0. 010<(d3t-d3w)/ft<0. 130 (3-2)
[0129] 其中fV表示可变放大率光学系统在广角端状态下的焦距,ft表示可变放大率光 学系统在远摄端状态下的焦距,TLw表示在广角端状态下从第一透镜组的最物体侧透镜表 面至像平面的距离,TLt表示在远摄端状态下从第一透镜组的最物体侧透镜表面至像平面 的距离,d3w表示在广角端状态下从第三透镜组的最像侧透镜表面至第四透镜组的最物体 侧透镜表面的距离,并且d3t表示在远摄端状态下从第三透镜组的最像侧透镜表面至第四 透镜组的最物体侧透镜表面的距离。
[0130] 条件表达式(3-1)限定了在变焦时,在光轴上从第一透镜组的最物体侧透镜表面 至像平面的距离,即根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统的总光学长度的适当 变化量范围。
[0131] 通过满足条件表达式(3-1),根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统能 够抑制变焦时的像散变化,另外减小第一透镜组的直径。
[0132] 在根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统中,当(TLt-TLw)/fw的值等 于或降至低于条件表达式(3-1)的下限值时,穿过第一透镜组的离轴光束距离光轴的高度 在广角端状态下变大。出于该原因,难以实现小型化,并且另外,穿过第一透镜组的离轴光 束距离光轴的高度根据变焦变化极大。因此,导致像散过度变化,所以不能实现高光学性 能。同时,为了更确定地获得本申请的有利效果,更优选将条件表达式(3-1)的下限值设为 4. 200 〇
[0133] 在根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统中,当(TLt-TLw)/fw的值等 于或超过条件表达式(3-1)的上限值时,穿过第一透镜组的离轴光束距离光轴的高度在远 摄端状态下变大。出于该原因,难以实现小型化,并且另外,穿过第一透镜组的离轴光束距 离光轴的高度根据变焦变化极大。因此,在变焦时导致像散过度变化,所以不能实现高光学 性能。同时,为了更确定地获得本申请的有利效果,更优选将条件表达式(3-1)的上限值设 为 5. 900。
[0134] 条件表达式(3-2)限定了在变焦时在光轴上,从第三透镜组的最像侧透镜表面至 第四透镜组的最物体侧透镜表面的距离,即第三透镜组和第四透镜组之间距离的适当变化 量范围。通过满足条件表达式(3-2),根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统能够 抑制变焦时的彗差和像散变化。
[0135] 在根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统中,当(d3t-d3w)/ft的值等 于或降至低于条件表达式(3-2)的下限值时,变得难以在变焦时抑制第三透镜组导致的像 散变化,所以不能实现高光学性能。同时,为了更确定地获得本申请的有利效果,更优选将 条件表达式(3-2)的下限值设为0.000。
[0136] 另一方面,在根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统中,当(d3t_d3w)/ ft的值等于或超过条件表达式(3-2)的上限值时,变得难以在变焦时抑制第四透镜组导致 的彗差变化,所以不能实现高光学性能。同时,为了更确定地获得本申请的有利效果,更优 选将条件表达式(3-2)的上限值设为0.065。此外,为了更确定地获得本申请的有利效果, 更优选将条件表达式(3-2)的上限值设为0.035。
[0137] 通过上述构造,可能实现一种具有高变焦比和高光学性能的小尺寸可变放大率光 学系统。
[0138] 此外,在根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统中,优选地满足以下条 件表达式(3-3):
[0139] 0. 300<fl/ft<0. 555 (3-3)
[0140] 其中ft表示可变放大率光学系统在远摄端状态下的焦距,并且Π表示第一透镜 组的焦距。
[0141] 条件表达式(3-3)限定了第一透镜组的焦距的适当范围。通过满足条件表达式 (3-3),根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统能够抑制变焦时的球面像差和像 散变化。
[0142] 在根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统中,当fl/ft的值等于或降至 低于条件表达式(3-3)的下限值时,变得难以在变焦时抑制第一透镜组导致的球面像差和 像散变化,所以不能实现高光学性能。同时,为了更确定地获得本申请的有利效果,更优选 将条件表达式(3-3)的下限值设为0.421。
[0143] 另一方面,在根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统中,当fl/ft的值 等于或超过条件表达式(3-3)的上限值时,变得需要在变焦时增大第一透镜组和第二透镜 组之间的距离变化量,以便获得预定变焦比。出于该原因,难以实现小型化,并且另外,入射 在第一透镜组上的轴上光束的直径与入射在第二透镜组上的轴上光束的直径的比例根据 变焦变化极大。因此,导致球面像差过度变化,所以不能实现高光学性能。同时,为了更确 定地获得本申请的有利效果,更优选将条件表达式(3-3)的上限值设为0.530。
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