本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種變焦鏡頭和包括該變焦鏡頭的攝像設(shè)備。該變焦鏡頭從物體側(cè)依次包括：正的第一透鏡單元，其在變焦期間不移動(dòng)；負(fù)的第二透鏡單元，其在變焦期間在光軸方向上移動(dòng)；負(fù)的第三透鏡單元，其在變焦期間在光軸方向上移動(dòng)，以校正由于變焦所引起的像面變動(dòng)；以及正的第四透鏡單元，其在變焦期間不移動(dòng)。第四透鏡單元從物體側(cè)依次包括正的第一副透鏡單元和正的第二副透鏡單元，正的第一副透鏡單元和正的第二副透鏡單元通過第四透鏡單元中距離最大的空氣間隔所隔開。針對(duì)用于形成第三透鏡單元、第一副透鏡單元和第二副透鏡單元的透鏡材料，適當(dāng)設(shè)定阿貝常數(shù)、部分色散比和折射率的溫度變化系數(shù)。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種變焦鏡頭和包括該變焦鏡頭的攝像設(shè)備，其中該變焦鏡頭適用于廣播電視攝像機(jī)、攝像機(jī)、數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)和鹵化銀膠片照相機(jī)。
技術(shù)介紹
近年來，對(duì)于諸如廣播電視攝像機(jī)、鹵化銀膠片照相機(jī)、數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)和攝像機(jī)等的攝像設(shè)備用的具有大孔徑比、高變焦比和高光學(xué)性能的變焦鏡頭已存在需求。作為變焦比高的變焦鏡頭，已知如下的正引導(dǎo)遠(yuǎn)攝型四單元變焦鏡頭在該變焦鏡頭中，總共設(shè)置四個(gè)透鏡單元并且透鏡單元中最靠近物體側(cè)的一個(gè)透鏡單元具有正屈光力。 例如，已知包括如下部件的四單元變焦鏡頭第一透鏡單元，其具有調(diào)焦用的正屈光力；第二透鏡單元，其具有變倍用的負(fù)屈光力；第三透鏡單元，其具有校正像面變動(dòng)用的負(fù)屈光力；以及第四透鏡單元，其具有成像用的正屈光力。通常，為了獲得較高的變焦比，如果遠(yuǎn)攝端的焦距被設(shè)定得較長(zhǎng)，則遠(yuǎn)射側(cè)的各種像差中的軸上色像差增大。如果廣角端的焦距被設(shè)定得較短，則廣角側(cè)的各種像差中的倍率色像差增大。在一階光譜和二階光譜中均對(duì)色像差進(jìn)行適當(dāng)?shù)男Ｕ龑?duì)于獲得高質(zhì)量圖像性能而言非常重要。作為降低這種色像差的發(fā)生的方法，通常眾所周知有如下的方法利用具有異常色散性的光學(xué)材料的消色方法；以及利用衍射光柵的消色方法(參見日本特開2006-349947)。此外，即使環(huán)境溫度改變，光學(xué)性能的變動(dòng)(特別是調(diào)焦變動(dòng))也期望較小。已知如下的技術(shù)通過采用變倍光學(xué)系統(tǒng)相對(duì)于變焦鏡頭內(nèi)的預(yù)定間隔可以進(jìn)行插拔的結(jié)構(gòu)，能夠容易地在電視攝像機(jī)用的變焦鏡頭中改變變倍范圍。日本特許3，513，264提出了一種變焦鏡頭，其中在該變焦鏡頭中，即使當(dāng)變倍光學(xué)系統(tǒng)插入時(shí)，也在降低軸上色像差的二階光譜的同時(shí)抑制由于溫度變化所引起的散焦。具有上述結(jié)構(gòu)的正引導(dǎo)型四單元變焦鏡頭可以相對(duì)容易地獲得高變焦比。為了在該四單元變焦鏡頭中獲得高光學(xué)性能，適當(dāng)?shù)匦Ｕ龔V角端的倍率色像差和遠(yuǎn)攝端的軸上色像差是非常重要的。如果使用具有異常色散性的光學(xué)材料，則可以容易地對(duì)倍率色像差和軸上色像差進(jìn)行適當(dāng)校正。然而，通常，諸如樹脂和塑料等具有異常色散性的有機(jī)材料的由于溫度變化所引起的折射率變化的值dn/dT較大，大約是玻璃的1(Γ200倍。因此，當(dāng)為了獲得色像差校正效果而使用由具有強(qiáng)屈光力的有機(jī)材料制成的光學(xué)元件時(shí)，降低由于環(huán)境溫度變化所引起的光學(xué)系統(tǒng)的散焦(像面移位)非常重要。為了降低由于環(huán)境溫度變化所引起的光學(xué)系統(tǒng)的散焦，需要將由于環(huán)境溫度變化所引起的后焦距變化量維持得較小
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提供了一種變焦鏡頭和包括該變焦鏡頭的攝像設(shè)備，其中該變焦鏡頭能夠適當(dāng)?shù)匦Ｕ龔膹V角端到遠(yuǎn)攝端的整個(gè)變焦范圍內(nèi)的色像差，且具有高變焦比和整個(gè)變焦范圍內(nèi)的高光學(xué)性能，并且即使環(huán)境溫度變化，該變焦鏡頭的調(diào)焦變動(dòng)也較少。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本專利技術(shù)的典型實(shí)施例，提供了一種變焦鏡頭，其從物體側(cè)依次包括第一透鏡單元，其具有正屈光力，并且在變倍期間不移動(dòng)；第二透鏡單元，其具有負(fù)屈光力，并且在變倍期間在光軸方向上移動(dòng)；第三透鏡單元，其在變倍期間在所述光軸方向上移動(dòng)；以及第四透鏡單元，其具有正屈光力，并且在變倍期間不移動(dòng)， 其中所述第四透鏡單元從物體側(cè)依次包括具有正屈光力的第一副透鏡單元和具有正屈光力的第二副透鏡單元；所述第一副透鏡單元和所述第二副透鏡單元通過所述第四透鏡單元中最大的空氣間隔所隔開；所述第二副透鏡單元包括至少一個(gè)具有正屈光力的折射光學(xué)元件；在V dm= (Nd-I) / (NF-NC)且 Θ gFm= (Ng-NF) / (NF-NC)的情況下，滿足以下條件 -2. 100 X I(T3 X v dm+0. 693< Θ gFm,并且O. 555< Θ gFm〈0. 900，其中，“ Θ gFm”和“ V dm”分別表示所述折射光學(xué)元件的部分色散比和阿貝常數(shù)，并且“Ng”、“NF”、“Nd”和“NC”分別表示針對(duì)g線、F線、d線和C線的折射率；對(duì)于除所述第二副透鏡單元中所包括的具有正屈光力的所述折射光學(xué)元件之外的透鏡而言，所述第三透鏡單元、所述第一副透鏡單元和所述第二副透鏡單元各自滿足以下條件IJx 10'5<Ii.j(fpyX(dn/dT)pij)/Iifi<3.0xIO'5,其中 i=3，4a，4b 且 j =1，2，·…，Spi,并且-4.0X1I(Γ\ 其中 i=3，4a，4b 且 j =I，2，· · ·，Srii，其中，“cppisl”表示第i透鏡單元中從物體側(cè)開始計(jì)數(shù)的具有正屈光力的第j個(gè)透鏡的屈光力，“φηΜ”表示第i透鏡單元中從物體側(cè)開始計(jì)數(shù)的具有負(fù)屈光力的第j個(gè)透鏡的屈光力，“<Pi”表示第i透鏡單元的屈光力，“(dn/dT)Pij”表示第i透鏡單元中從物體側(cè)開始計(jì)數(shù)的具有正屈光力的透鏡當(dāng)中的除所述折射光學(xué)元件之外的具有正屈光力的第j個(gè)透鏡的、空氣中的e線上的折射率的溫度變化系數(shù)即-20°c 40°C范圍內(nèi)的平均值，“ (dn/dT)nij”表示第i透鏡單元中從物體側(cè)開始計(jì)數(shù)的具有負(fù)屈光力的第j個(gè)透鏡的、空氣中的e線上的折射率的溫度變化系數(shù)即-20°C 40°C范圍內(nèi)的平均值，“SPi”表示除所述折射光學(xué)元件之外的第i透鏡單元中具有正屈光力的透鏡的數(shù)量，“Sn/’表示第i透鏡單元中具有負(fù)屈光力的透鏡的數(shù)量。一種攝像設(shè)備，其包括根據(jù)上述變焦鏡頭。根據(jù)本專利技術(shù)，可以提供一種變焦鏡頭和包括該變焦鏡頭的攝像設(shè)備，其中該變焦鏡頭在整個(gè)變焦范圍內(nèi)具有高光學(xué)性能，并且即使環(huán)境溫度變化，該變焦鏡頭的光學(xué)性能也較少變動(dòng)。從下面參照附圖對(duì)典型實(shí)施例的說明，本專利技術(shù)的其它特征將變得明顯。附圖說明 圖I是根據(jù)本專利技術(shù)第一實(shí)施例的聚焦于無限遠(yuǎn)處的廣角端處的變焦鏡頭的截面圖。圖2A是根據(jù)數(shù)值實(shí)施例I的物體距離為2. 5m時(shí)的廣角端的縱像差圖。圖2B是根據(jù)數(shù)值實(shí)施例I的物體距離為2. 5m時(shí)的焦距31. 67mm處的縱像差圖。圖2C是根據(jù)數(shù)值實(shí)施例I的物體距離為2. 5m時(shí)的遠(yuǎn)攝端的縱像差圖。圖3是根據(jù)本專利技術(shù)第二實(shí)施例的聚焦于無限遠(yuǎn)處的廣角端處的變焦鏡頭的截面圖。圖4A是根據(jù)數(shù)值實(shí)施例2的物體距離為2. 5m時(shí)的廣角端的縱像差圖。圖4B是根據(jù)數(shù)值實(shí)施例2的物體距離為2. 5m時(shí)的焦距31. 67mm處的縱像差圖。圖4C是根據(jù)數(shù)值實(shí)施例2的物體距離為2. 5m時(shí)的遠(yuǎn)攝端的縱像差圖。圖5是根據(jù)本專利技術(shù)第三實(shí)施例的聚焦于無限遠(yuǎn)處的廣角端處的變焦鏡頭的截面圖。圖6A是根據(jù)數(shù)值實(shí)施例3的物體距離為3. Om時(shí)的廣角端的縱像差圖。圖6B是根據(jù)數(shù)值實(shí)施例3的物體距離為3. Om時(shí)的焦距37. 21mm處的縱像差圖。圖6C是根據(jù)數(shù)值實(shí)施例3的物體距離為3. Om時(shí)的遠(yuǎn)攝端的縱像差圖。圖7是根據(jù)本專利技術(shù)第四實(shí)施例的聚焦于無限遠(yuǎn)處的廣角端處的變焦鏡頭的截面圖。圖8A是根據(jù)數(shù)值實(shí)施例4的物體距離為2. 5m時(shí)的廣角端的縱像差圖。圖8B是根據(jù)數(shù)值實(shí)施例4的物體距離為2. 5m時(shí)的焦距63. 25mm處的縱像差圖。圖8C是根據(jù)數(shù)值實(shí)施例4的物體距離為2. 5m時(shí)的遠(yuǎn)攝端的縱像差圖。圖9是根據(jù)本專利技術(shù)的攝像設(shè)備的主要部分的示意圖。圖10是示出根據(jù)本專利技術(shù)的變焦鏡頭中的倍率色像差的校正原理的示意圖。圖11是示出阿貝(Abbe)常數(shù)vd和部分色散比Θ gF之間的關(guān)系的說明圖。具體實(shí)施例首先，描述各實(shí)施例的鏡頭結(jié)構(gòu)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種變焦鏡頭，其從物體側(cè)依次包括：第一透鏡單元，其具有正屈光力，并且在變倍期間不移動(dòng)；第二透鏡單元，其具有負(fù)屈光力，并且在變倍期間在光軸方向上移動(dòng)；第三透鏡單元，其在變倍期間在所述光軸方向上移動(dòng)；以及第四透鏡單元，其具有正屈光力，并且在變倍期間不移動(dòng)，其中：所述第四透鏡單元從物體側(cè)依次包括具有正屈光力的第一副透鏡單元和具有正屈光力的第二副透鏡單元；所述第一副透鏡單元和所述第二副透鏡單元通過所述第四透鏡單元中最大的空氣間隔所隔開；所述第二副透鏡單元包括至少一個(gè)具有正屈光力的折射光學(xué)元件；在νdm=(Nd？1)/(NF？NC)且θgFm=(Ng？NF)/(NF？NC)的情況下，滿足以下條件：？2.100×10？3×νdm+0.693<θgFm，并且0.555<θgFm<0.900，其中，“θgFm”和“νdm”分別表示所述折射光學(xué)元件的部分色散比和阿貝常數(shù)，并且“Ng”、“NF”、“Nd”和“NC”分別表示針對(duì)g線、F線、d線和C線的折射率；對(duì)于除所述第二副透鏡單元中所包括的具有正屈光力的所述折射光學(xué)元件之外的透鏡而言，所述第三透鏡單元、所述第一副透鏡單元和所述第二副透鏡單元各自滿足以下條件：其中i=3,4a,4b且j＝1,2，...,Spi，并且其中i=3,4a,4b且j＝1, 2，...,Sni，其中，表示第i透鏡單元中從物體側(cè)開始計(jì)數(shù)的具有正屈光力的第j個(gè)透鏡的屈光力，表示第i透鏡單元中從物體側(cè)開始計(jì)數(shù)的具有負(fù)屈光力的第j個(gè)透鏡的屈光力，表示第i透鏡單元的屈光力，“(dn/dT)pij”表示第i透鏡單元中從物體側(cè)開始計(jì)數(shù)的具有正屈光力的透鏡當(dāng)中的除所述折射光學(xué)元件之外的具有正屈光力的第j個(gè)透鏡的、空氣中的e線上的折射率的溫度變化系數(shù)即？20℃～40℃范圍內(nèi)的平均值，“(dn/dT)nij”表示第i透鏡單元中從物體側(cè)開始計(jì)數(shù)的具有負(fù)屈光力的第j個(gè)透鏡的、空氣中的e線上的折射率的溫度變化系數(shù)即？20℃～40℃范圍內(nèi)的平均值，“Spi”表示除所述折射光學(xué)元件之外的第i透鏡單元中具有正屈光力的透鏡的數(shù)量，“Sni”表示第i透鏡單元中具有負(fù)屈光力的透鏡的數(shù)量。FDA00001843106900011.jpg,FDA00001843106900012.jpg,FDA00001843106900021.jpg,FDA00001843106900022.jpg,FDA00001843106900023.jpg...
【技術(shù)特征摘要】
...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：三條陽(yáng)太郎，矢北真一郎，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：佳能株式會(huì)社，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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