可变放大倍率光学系统和成像设备技术方案

[问题]为了在可变放大倍率光学系统中实现出色的光学性能，同时实现小尺寸和轻重量。[方案]该可变放大倍率光学系统，由沿着光轴(Z)从物体侧顺序地设置的具有正折射本领且在放大倍率改变期间固定的第一透镜组(G1)、具有负折射本领的第二透镜组(G2)、具有负折射本领的第三透镜组(G3)、具有负折射本领的第四透镜组(G4)、在放大倍率改变期间固定的孔径光阑(St)、和具有正折射本领且在放大倍率改变期间固定的第五透镜组(G5)构成。当放大倍率从广角端改变至长焦端时，第二透镜组(G2)、第三透镜组(G3)和第四透镜组(G4)以下述方式移动：与系统在广角端时相比，第一透镜组(G1)和第二透镜组(G2)之间的距离总是变长，第二透镜组(G2)和第三透镜组(G3)之间的距离总是变长，并且第三透镜组(G3)和第四透镜组(G4)之间的距离改变，第四透镜组(G4)和第五透镜组(G5)之间的距离改变。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】为了在可变放大倍率光学系统中实现出色的光学性能，同时实现小尺寸和轻重量。该可变放大倍率光学系统，由沿着光轴(Z)从物体侧顺序地设置的具有正折射本领且在放大倍率改变期间固定的第一透镜组(G1)、具有负折射本领的第二透镜组(G2)、具有负折射本领的第三透镜组(G3)、具有负折射本领的第四透镜组(G4)、在放大倍率改变期间固定的孔径光阑(St)、和具有正折射本领且在放大倍率改变期间固定的第五透镜组(G5)构成。当放大倍率从广角端改变至长焦端时，第二透镜组(G2)、第三透镜组(G3)和第四透镜组(G4)以下述方式移动：与系统在广角端时相比，第一透镜组(G1)和第二透镜组(G2)之间的距离总是变长，第二透镜组(G2)和第三透镜组(G3)之间的距离总是变长，并且第三透镜组(G3)和第四透镜组(G4)之间的距离改变，第四透镜组(G4)和第五透镜组(G5)之间的距离改变。【专利说明】可变放大倍率光学系统和成像设备
本专利技术涉及可变放大倍率光学系统和成像设备。特别地，本专利技术涉及能够用在摄像机、电子照相机等中并且特别适合用于监视摄像机的可变放大倍率光学系统，以及包括该可变放大倍率光学系统的成像设备。
技术介绍
传统上，作为用于采用成像装置，如(XD(电荷耦合器件)和CM0S(互补金属氧化物半导体)作为记录介质的成像设备，如摄像机、电子照相机和监视摄像机的光学系统，已经开发了用于CCTV(闭路电视)的可变放大倍率光学系统。作为用于CCTV的这种可变放大倍率光学系统，已经提出了具有四组结构的许多光学系统，因为它们具有许多优点，如透镜镜筒和可变放大倍率机构的简单性以及处理的简易性(例如，请参照专利文献I至7)。进一步，虽然五组式光学系统的结构比四组式光学系统的结构更复杂，但还提出了具有五组结构的许多光学系统以给予出色的光学性能(例如，请参照专利文献8和9)。相关技术文献专利文献专利文献1:日本未审查专利公开N0.9(1997)-258102专利文献2:日本未审查专利公开N0.2001-116993专利文献3:日本未审查专利公开N0.2001-228396专利文献4:日本未审查专利公开N0.2003-287678专利文献5:日本未审查专利公开N0.2004-109993专利文献6:日本未审查专利公开N0.2004-126631专利文献7:日本未审查专利公开N0.2005-84409专利文献8:日本未审查专利公开N0.7(1995)-13075专利文献9:日本未审查专利公开N0.2011-81063
技术实现思路
在如专利文献I至7中公开的四组式可变放大倍率光学系统中，光学系统由从物体侧顺序地设置的具有正折射本领且在放大倍率改变期间固定的第一透镜组、具有负折射本领且在放大倍率改变期间移动的第二透镜组、具有负折射本领且在放大倍率改变期间移动的第三透镜组、和具有正折射本领且在放大倍率改变期间固定的第四透镜组构成。如果试图增加这种光学系统的放大比率同时维持它的高光学性能，则第一透镜组的外径变大。因此，存在的缺点是，重量变重。相反，如果试图减小这种光学系统的尺寸，则第二透镜组的负折射本领变得太强。因此，存在的缺点是，光学系统的光学性能变低。作为解决这些问题的方法，专利文献8提出了一种五组式可变放大倍率光学系统，其由从物体侧顺序地设置的具有正折射本领且在放大倍率改变期间固定的第一透镜组、具有负折射本领且在放大倍率改变期间移动的第二透镜组、具有负折射本领且在放大倍率改变期间移动的第三透镜组、具有负折射本领且在放大倍率改变期间移动的第四透镜组、和具有正折射本领且在放大倍率改变期间固定的第五透镜组构成。在该可变放大倍率光学系统中，前述四组式可变放大倍率光学系统中的第二透镜组被分成多个透镜组。分离的透镜组在广角端和长焦端处变为彼此靠近，并且在中间可变放大倍率范围中变为彼此远离。由于未公开详细的透镜数据，因此许多特征不清楚。然而，由于这种镜头结构与常规四组式可变放大倍率光学系统在广角端和长焦端处的结构不存在任何差别。因此，它不可能解决前述问题。专利文献9公开了一种具有高的可变放大比率的可变放大倍率光学系统。然而，第一透镜组的直径大，并且重量重。考虑到前述情况，本专利技术的目标是提供一种可变放大倍率光学系统，其具有出色的光学性能，同时该光学系统的尺寸小且该光学系统的重量轻，以及提供一种包括该可变放大倍率光学系统的成像设备。本专利技术的可变放大倍率光学系统基本上由从物体侧顺序地设置的下述透镜组构成:具有正折射本领且在放大倍率改变期间固定的第一透镜组；具有负折射本领的第二透镜组；具有负折射本领的第三透镜组；具有负折射本领的第四透镜组；和具有正折射本领且在放大倍率改变期间固定的第五透镜组。当放大倍率从广角端改变至长焦端时，第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组以下述方式移动:与广角端相比，第一透镜组和第二透镜组之间的距离恒定地变长，第二透镜组和第三透镜组之间的距离恒定地变长，并且第三透镜组和第四透镜组之间的距离改变，第四透镜组和第五透镜组之间的距离改变。希望的是，本专利技术的可变放大倍率光学系统中的第四透镜组在放大倍率从广角端改变至长焦端时临时地移向物体侧以及反向地移向图像侧。进一步，希望的是，本专利技术的可变放大倍率光学系统中的第三透镜组和第四透镜组之间的距离在放大倍率改变期间在焦距更靠近广角端而不是长焦端时是最短的，并且在广角端处的距离比长焦端处的距离长。希望的是，本专利技术的可变放大倍率光学系统中的第一透镜组基本上由从物体侧顺序地设置的具有负折射本领的第If透镜组、具有正折射本领的第Im透镜组和具有正折射本领的第Ir透镜组构成，第If透镜组基本上由两个负透镜构成，并且通过沿光轴的方向移动第Im透镜组进行聚焦。在该情况中，希望的是，第Im透镜组是粘合透镜，该粘合透镜基本上由从物体侧顺序地设置的具有朝向物体侧的凸面的弯月形凹透镜和双凸透镜构成。在本专利技术的可变放大倍率光学系统中，希望的是，当第二透镜组的焦距是f2并且第三透镜组的焦距是f3时，满足下述条件公式(I):0.10 < f2/f3 < 2.00...(I)。进一步，希望的是，本专利技术的可变放大倍率光学系统中的第二透镜组基本上仅由具有朝向物体侧的凸面的弯月形凹透镜构成。在该情况中，希望的是，当弯月形凹透镜的折射率是LN2时，满足下述条件公式(2):2.0 ≤ LN2...(2)。在这里，在透镜是非球面透镜时，在近轴区域中考虑前述透镜中的每一个的折射本领的符号和表面形状。在上述描述中，透镜的数量是作为组成元件的透镜的数量。例如，当由彼此不同的材料制成的多个单透镜粘合在一起以形成粘合透镜时，计算构成粘合透镜的单透镜的数 量。进一步，用语“弯月形凸透镜”指的是具有正折射本领的弯月透镜。用语“弯月形凹透镜”指的是具有负折射本领的弯月透镜。本专利技术的成像设备包括如上所述的本专利技术的可变放大倍率光学系统。本专利技术的可变放大倍率光学系统基本上由从物体侧顺序地设置的具有正折射本领且在放大倍率改变期间固定的第一透镜组、具有负折射本领的第二透镜组、具有负折射本领的第三透镜组、具有负折射本领的第四透镜组、和具有正折射本领且在放大倍率改变期间固定的第五透镜组构成。进一步，当放大倍率从广角端改变至长焦端时，第二透镜本文档来自技高网...

【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：池田伸吉，长伦生，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：
国别省市：