发明名称 可变焦距透镜系统
摘要 本发明,为了用少的透镜片数,来提供小型的高变倍比之可变焦距透镜系统,从物体侧起,依序具有第1透镜组G1(具有正屈光力)、第2透镜组G2(具有正屈光力)、及第3透镜组G3(具有负屈光力),当透镜位置状态从广角端状态变化到望远端状态时,各透镜组系何物体侧移动,以增大第1透镜组G1与第2透镜组G2之间隔、减小第2透镜组G2与第3透镜组G3之间隔,且将孔径光阑S配置在第2透镜组G2之附近,随着透镜位置状态之变化,孔径光阑S与第2透镜组G2一体移动,第3透镜组G3系由凸面朝向像侧之正透镜与隔着空气间隔配置在该正透镜之像侧、凹面朝向物体侧之负透镜所构成,该正透镜为两侧非球面透镜,且满足既定之条件式。
申请公布号 TW578007 申请公布日期 2004.03.01
申请号 TW090133041 申请日期 2001.12.31
申请人 尼康股份有限公司 发明人 大竹 基之;武 俊典
分类号 G02B15/22;G02B15/20;G02B13/18 主分类号 G02B15/22
代理机构 代理人 林镒珠 台北市中山区长安东路二段一一二号九楼
主权项 1.一种可变焦距透镜系统,其特征在于: 自物体侧起,依序包含具有正屈光力的第1透镜组 、具有正屈光力的第2透镜组、及具有负屈光力的 第3透镜组; 当透镜位置状态从广角端状态变化到望远端状态 时,各透镜组系向物体侧移动,以增大前述第1透镜 组与前述第2透镜组之间隔,减小前述第2透镜组与 前述第3透镜组之间隔; 且孔径光阑系配置在前述第2透镜组附近,随着透 镜位置状态之变化,前述孔径光阑与前述第2透镜 组一体移动; 前述第3透镜组系由正透镜与负透镜所构成,正透 镜系凸面朝向像侧,负透镜系隔着空气间隔配置在 该正透镜之像侧,凹面朝向物体侧; 前述正透镜为两侧非球面透镜,且满足以下之条件 式 (1) (1)0.9<a(Ya/Ra)2<1.3 式中, a:系配置在上述第3透镜组中之上述两侧非球面 透镜像侧透镜面之圆锥常数, Ya:当设画面对角长度之一半为Ymax,从广角端状态 之上述像侧透镜面到像面之距离为DA,从广角端状 态之上述孔径光阑到上述像面之距离为DS时,用下 式来定义的量; Ya=Ymax(DA/DS), RA:系上述像侧透镜面近轴曲率半径; 前述第2透镜组,系依序从物体侧起,由凹面朝向物 体侧之负透镜与正透镜而成之耦合负透镜,与凸面 朝向像侧之正透镜所构成; 前述孔径光阑系配置在前述耦合负透镜与前述正 透镜之间,且满足以下之条件式(4), (4)0.75 < (|r21| +|r22|) / f2 < 0.9 式中, r21:系前述第2透镜组中所配置之前述耦合负透镜 之最靠近物体侧透镜之曲率半径; r22:系前述第2透镜组中所配置之前述正透镜之像 侧透镜面之曲率半径; f2:前述第2透镜组之焦距。2.如申请专利范围第1项 之可变焦距透镜系统,其中,前述第1透镜组具有耦 合正透镜,该耦合正透镜系由最靠近物体侧之双凸 形状的正透镜与凹面朝向物体侧之负透镜所构成, 满足以下之条件式(2), (2)1.5 <|R2|/ D2 < 4 式中, R2:系前述第1透镜组中所配置之前述耦合正透镜耦 合面之曲率半径(R2<0); D2:系望远端状态下前述第1透镜组中所配置之上述 耦合正透镜耦合面到上述孔径光阑之距离。3.如 申请专利范围第2项之可变焦距透镜系统,其满足 以下之条件式(3), (3)0.25 < f1 / ft < 0.4 式中, f1:系前述第1透镜组之焦距; ft:系望远端状态下可变焦距透镜系统全体之焦距 。4.一种可近距离聚焦之可变焦距透镜系统,系从 物体侧起,依序包含具有正屈光力的第1透镜组、 具有正屈光力的第2透镜组、及具有负屈光力的第 3透镜组; 当焦距从广角端状态变化到望远端状态时,前述各 透镜组向物体侧移动,以增大前述第1透镜组与前 述第2透镜组之间隔,减小前述第2透镜组与前述第3 透镜组之间隔,其特征在于: 在广角端状态下,进行近距离聚焦时至少前述第1 透镜组系向物体侧移动; 在望远端状态下,进行近距离聚焦时至少前述第1 透镜组系向像侧移动; 并满足以下之条件式(5)及(6), (5)0.2 <3W < 0.7 (6)1.1 <3t < 1.5 式中, 3W:系近距离聚焦时广角端状态下,前述第3透镜 组移动量相对前述第1透镜组移动量之比率(移动 比率); 3t:系近距离聚焦时望远端状态下,前述第3透镜 组移动量相前上述第1透镜组移动量之比率(移动 比率)。5.如申请专利范围第4项之可近距离聚焦之 可变焦距透镜系统,其中,前述第1透镜组系由具有 正屈光力之耦合透镜所构成,该耦合透镜,系由双 凸形状之正透镜与凹面朝向物体侧之弯月形状之 负透镜所构成之耦合透镜。6.如申请专利范围第5 项之可近距离聚焦之可变焦距透镜系统,其满足以 下之条件式(7), (7)0.5<f1/(ftfW)1/2<0.9 式中, f1:系前述第1透镜组之焦距; fW:系广角端状态下前述可变焦距透镜系统全体之 焦距; ft:系望远端状态下前述可变焦距透镜系统全体之 焦距。7.如申请专利范围第6项之可近距离聚焦之 可变焦距透镜系统,其中,前述第2透镜组,系由依序 从物体侧起之具负屈光力的耦合负部分透镜组(由 负透镜与正透镜之2片透镜构成)、孔径光阑、及 至少1片双凸形状之正部分透镜组所构成。8.如申 请专利范围第7项之可近距离聚焦之可变焦距透镜 系统,其满足以下之条件式(8), (8)0.5(|f2a|+f2b)/f2<2.3 式中, f2:系前述第2透镜组之焦距; f2a:系前述第2透镜组中上述负部分透镜组之焦距(f 2a<0); f2b:系前述第2透镜组中上述正部分透镜组之焦距 。9.如申请专利范围第8项之可近距离聚焦之可变 焦距透镜系统,其中,上述第3透镜组系由凸面朝向 像侧之正透镜与凹面朝向物体侧之负透镜的2片透 镜所构成。10.如申请专利范围第9项之可近距离聚 焦之可变焦距透镜系统,其满足以下之条件式(9), (9)1.9<f1/|f3|<2.8 式中, f3:系前述第3透镜组之焦距(f3<0)11.如申请专利范围 第10项之可近距离聚焦之可变焦距透镜系统,其满 足以下之条件式(10), (10)0.1<RaNa/ft<0.5 式中, Ra:系前述第1透镜组中双凸形状之正透镜物体侧面 之曲率半径; Na:系前述第1透镜组中双凸形状之正透镜折射率。 12.如申请专利范围第11项之可近距离聚焦之可变 焦距透镜系统,其满足以下之条件式(11), (11)1.0<|Rb|/Da<3.8 式中, Rb:系前述第2透镜组中前述负部分透镜组之最靠近 物体侧之面的曲率半径; Da:系从前述第2透镜组中前述负部分透镜组之最靠 近物体侧之面,到前述孔径光阑之光轴上的距离。 13.如申请专利范围第4项之可近距离聚焦之可变焦 距透镜系统,其中,前述第2透镜组,系由依序从物体 侧起之具负屈光力的耦合负部分透镜组(由负透镜 与正透镜之2片透镜构成)、孔径光阑、及至少1片 双凸形状之正部分透镜组所构成。14.如申请专利 范围第13项之可近距离聚焦之可变焦距透镜系统, 其满足以下之条件式(8), (8)0.5<(|f2a|+f2b)/f2<2.3 式中, f2:系前述第2透镜组之焦距; f2a:系前述第2透镜组中上述负部分透镜组之焦距(f 2a<0); f2b:系前述第2透镜组中上述正部分透镜组之焦距 。15.如申请专利范围第14项之可近距离聚焦之可 变焦距透镜系统,其满足以下之条件式(10), (10)0.1<RaNa/ft<0.5 式中, Ra:系前述第1透镜组中双凸形状之正透镜之物体侧 面之曲率半径; Na:系前述第1透镜组中双凸形状之正透镜之折射率 。16.如申请专利范围第15项之可近距离聚焦之可 变焦距透镜系统,其满足以下之条件式(11), (11)1.0<|Rb|/Da<3.8 式中, Rb:系前述第2透镜组中前述负部分透镜组之最靠近 物体侧之面的曲率半径; Da:系从前述第2透镜组中前述负部分透镜组之最靠 近物体侧之面,到前述孔径光阑之光轴上的距离。 17.如申请专利范围第4项之可近距离聚焦之可变焦 距透镜系统,其中,前述第3透镜组系由凸面朝向像 侧之正透镜与凹面朝向物体侧之负透镜的2片透镜 所构成。18.如申请专利范围第17项之可近距离聚 焦之可变焦距透镜系统,其满足以下之条件式(9), (9)1.9<f1/|f3|<2.8 式中, f3:系前述第3透镜组之焦距(f3<0)。19.如申请专利范 围第18项之可近距离聚焦之可变焦距透镜系统,其 满足以下之条件式(10), (10)0.1<RaNa/ft<0.5 式中, Ra:系前述第1透镜组中双凸形状之正透镜之物体侧 面之曲率半径; Na:系前述第1透镜组中双凸形状之正透镜之折射率 。20.如申请专利范围第19项之可近距离聚焦之可 变焦距透镜系统,其满足以下之条件式(11), (11)1.0<|Rb|/Da<3.8 式中, Rb:系前述第2透镜组中前述负部分透镜组之最靠近 物体侧之面的曲率半径; Da:系从前述第2透镜组中前述负部分透镜组之最物 体侧之面,到前述孔径光阑之光轴上的距离。21.一 种可近距离聚焦之可变焦距透镜系统,系从物体侧 起,依序包含具有正屈光力的第1透镜组、具有正 屈光力的第2透镜组、及具有负屈光力的第3透镜 组; 当焦距从广角端状态变化到望远端状态时,前述各 透镜组向物体侧移动,以增大前述第1透镜组与前 述第2透镜组之间隔,减小前述第2透镜组与前述第3 透镜组之间隔,其特征在于: 在广角端状态下,进行近距离聚焦时至少前述第1 透镜组系向物体侧移动; 在望远端状态下,进行近距离聚焦时至少前述第1 透镜组系向像侧移动; 前述第1透镜组系由具有正屈光力之耦合透镜所构 成; 该耦合透镜,系由双凸形状之正透镜与凹面朝向物 体侧、弯月形状之负透镜所构成之耦合透镜; 前述第2透镜组,系由依序从物体侧起之具负屈光 力的耦合负部分透镜组(由负透镜与正透镜之2片 透镜构成)、孔径光阑、及至少1片双凸形状之正 部分透镜组所构成; 前述第3透镜组,系由凸面朝向像侧之正透镜与凹 面朝向物体侧之负透镜的2片透镜所构成。22.如申 请专利范围第21项之可近距离聚焦之可变焦距透 镜系统,其满足以下之条件式(8), (8)0.5<(|f2a|+f2b)/f2<2.3 式中, f2:系述第2透镜组之焦距; f2a:系前述第2透镜组中前述负部分透镜组之焦距(f 2a<0); f2b:系前述第2透镜组中前述正部分透镜组之焦距 。23.如申请专利范围第22项之可近距离聚焦之可 变焦距透镜系统,其满足以下之条件式(10), (10)0.1<RaNa/ft<0.5 式中, Ra:系前述第1透镜组中双凸形状之正透镜物体侧面 之曲率半径; Na:系前述第1透镜组中双凸形状之正透镜折射率。 图式简单说明: 第1图系表示第1发明之各实施例之可变焦距透镜 系统之折射力配置及从广角端状态(W)到望远端状 态(T)之焦距状态变化之各透镜组移动之情况图。 第2图系表示第1实施例之可变焦距透镜系统之构 成截面图。 第3图之3A~3D,3E~3H,3I~3L系分别表示第1实施例之无限 远聚焦状态之广角端状态、中间焦距状态、望远 端状态之像差图。 第4图系表示第2实施例之可变焦距透镜系统之构 成截面图。 第5图之5A~5D,5E~5H,5I~5L系分别表示第2实施例之无限 远聚焦状态之广角端状态、中间焦距状态、望远 端状态之像差图。 第6图系表示第3实施例之可变焦距透镜系统之构 成截面图。 第7图之7A~7D,7E~7H,7I~7L系分别表示第3实施例之无限 远聚焦状态之广角端状态、中间焦距状态、望远 端状态之像差图。 第8图系表示第2发明之各实施例之可变焦距透镜 系统之折射力配置及从广角端状态(W)到望远端状 态(T)之焦距状态变化之各透镜组移动之情况图。 第9图系表示第4实施例之可变焦距透镜系统之构 成截面图。 第10图之10A~10D,10E~10H,10I~10L系分别表示第4实施例 之无限远聚焦状态之广角端状态、中间焦距状态 、望远端状态之像差图。 第11图之11A~11D,11E~11H,11I~11L系分别表示第4实施例 之近距离聚焦状态之广角端状态、中间焦距状态 、望远端状态之像差图。 第12图系表示第5实施例之可变焦距透镜系统之构 成截面图。 第13图之13A~13D,13E~13H,13I~13L系分别表示第5实施例 之无限远聚焦状态之广角端状态、中间焦距状态 、望远端状态之像差图。 第14图之14A~14D,14E~14H,14I~14L系分别表示第5实施例 之近距离聚焦状态之广角端状态、中间焦距状态 、望远端状态之像差图。 第15图系表示第6实施例之可变焦距透镜系统之构 成截面图。 第16图之16A~16D,16E~16H,16I~16L系分别表示第6实施例 之无限远聚焦状态之广角端状态、中间焦距状态 、望远端状态之像差图。 第17图之17A~17D,17E~17H,17I~17L系分别表示第6实施例 之近距离聚焦状态之广角端状态、中间焦距状态 、望远端状态之像差图。 第18图系表示第7实施例之可变焦距透镜系统之构 成截面图。 第19图之19A~19D,19E~19H,19I~19L系分别表示第7实施例 之无限远聚焦状态之广角端状态、中间焦距状态 、望远端状态之像差图。 第20图之20A~20D,20E~20H,20I~20L系分别表示第7实施例 之近距离聚焦状态之广角端状态、中间焦距状态 、望远端状态之像差图。
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