变焦距光学系统技术方案

技术编号:2672332 阅读:311 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种变焦距光学系统,从物体侧顺次排列具有负折射能力的第1透镜组(G↓[1])、光阑(1)和具有正折射能力的第2透镜组(G↓[1]);其中,第1透镜组(G↓[1]),由如下透镜构成:由凸面朝向物体侧的负弯月透镜构成的第1透镜(L↓[1])和第2透镜(L↓[2]),以及由双凹透镜构成的第3透镜(L↓[3])和凸面朝向物体侧的第4透镜(L↓[4])的复合透镜。第2透镜组由如下透镜构成:由两面是非球面的双凸透镜形成的第5透镜(L↓[5])、由低色散材料的双凸透镜构成的第6透镜(L↓[6])、由凸面朝向物体侧的负弯月透镜构成的第7透镜(L↓[7])、以及双凸透镜构成的第8透镜(L↓[8])。由此得到视场角扩大的、紧凑的、光学性能良好的、口径比大的变焦距光学系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及载置有CCD的各种视频摄像机和电子静物摄像机等中所使用的变焦距光学系统,特别是涉及,适合于监视摄像机用透镜的、可在可见光区域(400nm~700nm)和近红外光区域(700nm~1000nm)使用的可见光区域·近红外区域两用的变焦距光学系统。
技术介绍
为了使诸如无人设施工作,因而对监视摄像机的需求持续增加,近年来,也需要一种在白天利用可见光,在夜间利用近红外光的可见光区域·近红外区域两用的可变焦距透镜。作为这种变焦距光学系统的一个例子,是诸如下述的专利文献1所记载的可变焦点距离透镜。该公报所记载的光学系统被做成,从物体侧排列负、正透镜组的紧凑型双组结构。这种先配置负折射能力透镜组的结构,具有适于扩大视角,且比较容易地确保后焦点的优点。但是,对于做成从物体侧配置负、正两组透镜结构的情况,透镜组整体变得不对称,伴随着焦距变动像差变动变大,同时为了实现可见光区域·近红外区域两用透镜,色差的校正变得特别重要,在整个变焦距范围内具有良好的光学性能成为课题。该公报记载的器件,通过设定给定的条件式而良好地校正像差,特别是为了校正轴上色差,将后组透镜的L7透镜和L8透镜,做成由阿贝数(Abbe number)差较大的凸透镜和凹透镜构成的一体的负的复合透镜。(专利文献1〕专利2002-196235号公报因此,作为监视摄像机用变焦距光学系,为了在低照度的环境中也能够识别出目标物,特别要求大的口径比。另外,为了可监视到更广的范围,要求广角端的广角化。另外,也逐渐要求紧凑且光学性能良好。由于若透镜系统变亮则上述像差的校正将变得更加困难,使整个范围内光学性能良好的难度更大。这里,若把目光转向近年的非球面透镜的成型技术的进步,像以前那样考虑非球面成型技术而形成为外径·中心厚度均很小的透镜的设计上的限定不再必要,现在可以形成比较大的透镜。当前,在这样的
技术介绍
下,可形成非球面的透镜的选择范围变宽。
技术实现思路
本专利技术针对上述情形而产生,因此其目的为在现有技术的背景下,通过有效地利用非球面透镜,提供一种保持紧凑性且光学性能良好,口径比大,且广角的可见光区域·近红外光区域两用的变焦距光学系统。本专利技术的变焦距光学系统,是从物体侧顺次排列具有负折射能力的第1透镜组、光阑、以及具有正折射能力的第2透镜组;以如下方式构成,即,随着从广角端朝向望远端,通过将所述第2透镜组在光轴上移向物体侧而进行变焦距,并且通过将所述第1透镜组向成像面侧移动而校正伴随着该变焦距操作的像面移动;所述第2透镜组,在最靠近物体侧,从物体侧起顺次配置2片单透镜即依次是,具有正折射能力且其至少一个面被做成非球面的第1透镜(L2-1),和由具有正折射能力的双凸透镜构成的第2透镜L2-2;其特征在于,满足以下条件式(1)~(3),nd21>1.55 ...(1)vd22>68 ...(2)1.0<|f2/f1|<1.8 ...(3)其中,nd21第2透镜组的第1透镜L2-1对于d线的折射率;vd22第2透镜组的第2透镜L2-2对于d线的阿贝数;f1第1透镜组的焦距;f2第2透镜组的焦距。另外,优选为,所述第1透镜组由4片透镜而构成,从物体侧起顺次配置由具有负折射能力的弯月透镜构成的第1透镜L1-1、由具有负折射能力的弯月透镜构成的第2透镜L1-2、由具有负折射能力的双凹透镜构成的第3透镜L1-3、和具有正折射能力的第4透镜L1-4,其中,所述第3透镜L1-3和所述第4透镜L1-4接合成复合透镜,所述第2透镜组由4片单透镜而构成,即,在所述第2透镜L2-2的成像面侧,从物体侧起顺次配置由具有负折射能力的弯月透镜构成的第3透镜L2-3,和由具有正折射能力的双凸透镜构成的第4透镜L2-4,并且满足以下条件式(4)和(5),vd14<25...(4)vd23<25...(5)其中,vd14第1透镜组的第4透镜L1-4的对于d线的阿贝数;vd23第2透镜组的第2透镜L2-3的对于d线的阿贝数。另外,优选为,满足以下条件式(6),|rf22/rb22|<1.0...(6)其中,rf22第2透镜组的第2透镜L2-2的物体侧的面的曲率半径;rb22第2透镜组的第2透镜L2-2的成像面侧的面的曲率半径。另外,优选为,所述第2透镜组的所述第1透镜L2-1由两面被做成非球面的双凸透镜构成。若按照本专利技术所涉及的变焦距光学系统,其由具有负折射能力的第1透镜组,以及在最靠近物体侧配置正的非球面透镜和基于低色散材料的双凸透镜的2片单透镜而具有正的折射能力的第2透镜组构成,通过做成满足给定的条件式的结构,能够得到保持紧凑性和良好光学性能,口径比大且广角的可见光区域·近红外光区域两用的变焦距光学系统。附图说明图1是表示实施例1所涉及的变焦距光学系统的结构的图。图2是表示实施例1所涉及的变焦距光学系统的广角端和望远端的各像差的像差图。图3是表示实施例2所涉及的变焦距光学系统的结构的图。图4是表示实施例2所涉及的变焦距光学系统的广角端和望远端的诸像差的像差图。图中L1~L8-透镜,G1、G2-透镜组,X-光轴,1-光阑,2-滤光器部和保护玻璃,3-固体摄像元件(CCD)摄像面。具体实施例方式以下,利用附图和具体的实施例说明本专利技术的实施方式。图1是表示后述的本专利技术的实施例1所涉及的变焦距光学系统的结构的图,作为本专利技术的实施方式的代表,利用该图加以说明。如图所示,该变焦距光学系统,通过从物体侧顺次排列具有负折射能力的第1透镜组G1、光阑1和具有正折射能力的第2透镜组G2而构成。另外,在图1中,在第2透镜组G2的成像面侧,配置红外线切断滤光器之类的滤光器部和保护玻璃2,从物体侧沿光轴X入射的光束的在固体摄像元件(CCD)的摄像面3表面的成像位置成像。另外,该变焦距光学系统在遇到变焦距的情况时,第1透镜组G1和第2透镜组G2,沿光轴X移动。也就是说,如图1的箭号线所示,以如下方式构成,随着从广角端(WIDE)朝向望远端,通过将第2透镜组G2在光轴X上移向物体侧而进行变焦距,并且通过将第1透镜组G1向成像面侧移动而校正伴随着该变焦距操作的像面移动。其后,通过将第1透镜组G1沿光轴X移动而进行聚焦。该变焦距光学系统的第1透镜组G1,由4片透镜而构成,从物体侧起顺次配置由具有负折射能力的弯月透镜(meniscus lens)构成的第1透镜L1-1,由具有负折射能力的弯月透镜构成的第2透镜L1-2,以及由具有负折射能力的双凹透镜构成的第3透镜L1-3和具有正折射能力的第4透镜L1-4的复合透镜。另外,该变焦距光学系统的第2透镜组G2,在最靠近物体侧,从物体侧起顺次配置如下2片单透镜具有正折射能力且其至少一个面被做成球面的第1透镜L2-1,和由具有正折射能力的双凸透镜构成的第2透镜L2-2。另外,在第2透镜L2-2的成像面侧,配置如下2片单透镜由具有负折射能力的弯月透镜构成的第3透镜L2-3,和由具有正折射能力的双凸透镜构成的第4透镜L2-4。第2透镜组G2的第1透镜L2-1上形成的非球面,由下述的式(1)所形成的非球面式表示。〔公式1〕Z=Y2/R1+1-K×Y2/R2+Σi=310AiYi]]>其中,Z从距离光轴为距离Y的非球面上的点到非球面顶点的本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种变焦距光学系统,从物体侧顺次排列具有负折射能力的第1透镜组、光阑、以及具有正折射能力的第2透镜组;以如下方式构成,即,随着从广角端朝向望远端,通过将所述第2透镜组在光轴上移向物体侧而进行变焦距,并且通过将所述第1透镜组向成像面侧 移动而校正伴随着该变焦距操作的像面移动;所述第2透镜组,在最靠近物体侧,从物体侧起顺次配置2片单透镜:即依次是,具有正折射能力且其至少一个面被做成非球面的第1透镜(L2-1),和由具有正折射能力的双凸透镜构成的第2透镜(L2-2); 其特征在于,满足以下条件式(1)~(3),nd↓[21]>1.55…(1)vd↓[22]>68…(2)1.0<|f↓[2]/f↓[1]|<1.8…(3)其中,nd↓[21]:第2透镜组的第 1透镜(L2-1)对于d线的折射率;vd↓[22]:第2透镜组的第2透镜(L2-2)对于d线的阿贝数;f↓[1]:第1透镜组的焦距;f↓[2]:第2透镜组的焦距。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:富冈右恭
申请(专利权)人:富士能株式会社
类型:发明
国别省市:JP[日本]

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