[發明專利]變焦透鏡和包括變焦透鏡的光學設備

有效

• 申請號: 200910253818.3
• 申請日: 2009-12-08
• 公開（公告）號: CN101750724A
• 公開（公告）日: 2010-06-23
• 發明（設計）人: 和田健
• 申請（專利權）人: 佳能株式會社
• 主分類號: G02B15/177
• 分類號: G02B15/177
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 魏小薇

技術領域

本發明涉及包括位于放大側的負透鏡單元的后聚焦型(retrofocus)變焦透鏡。

背景技術

在諸如液晶投影儀之類的圖像投影設備中，需要具有寬場角的光學系統，以便在短距離處投影大的圖像。與此相對，需要具有相對較長的后焦距的光學系統，以在投影光學系統的最后表面與諸如液晶板之類的圖像顯示元件之間提供顏色組合光學系統(諸如棱鏡)。

用于單鏡頭反射式照相機的可互換鏡頭需要該可互換鏡頭的后側(圖像拾取元件側或膠片表面側)的用于設置鏡箱的空間，因而需要所述可互換鏡頭具有比焦距長的后焦距。

因此，作為這種光學系統，使用在放大側布置負折光力并且在縮小側布置正折光力的后聚焦型光學系統。但是，折光力被非對稱地布置，因此難以校正畸變或橫向色差。

近年來，在圖像投影設備中使用的圖像顯示元件的像素數量和在單鏡頭反射式照相機中使用的圖像拾取元件的像素數量迅速增加。出于這種原因，需要在整個變倍范圍(magnification?range)上具有高光學性能的光學系統。特別地，在較高的程度上校正與圖像畸變對應的畸變或影響白色光源的情況下的圖像的顏色模糊或銳度的色差是重要的。

美國專利No.7292398和美國專利No.7480102各公開了一種結構，在所述結構中，設置具有大的異常色散(extraordinary?dispersion)的光學元件作為后聚焦型光學系統的第一透鏡單元(負透鏡單元)的凹透鏡，其中，所述負透鏡單元被設置在放大側，以由此減少橫向色差。

在上述的結構中，具有大的異常色散的材料受到小的負折光力影響，以校正廣角區域附近的g線的橫向色差。但是，當通過數字圖像拾取設備獲得的圖像要被大大地放大時，或者當該圖像要被圖像投影設備放大并投影到屏幕上時，必需進一步減小色差。但是，為了校正色差，當由異常色散材料制成的元件的折光力增大以強烈校正色差時，該元件需要具有雙凹形狀，因此難以在較高的標準上校正畸變。

日本專利申請公開No.2007-178894公開了一種結構，在該結構中，為后聚焦型光學系統的第一透鏡單元(負透鏡單元)設置具有比基準線(θ＝-0.001682＊νd+0.6438)大的部分色散特性的凹透鏡，在所述后聚焦型光學系統中，所述負透鏡單元被設置在放大側。

在上述的日本專利申請公開No.2007-178894中，所述負透鏡的異常色散特性和折光力是不足夠的，因此沒有充分地獲得二次色差校正效果。因此，難以在廣角端充分地校正圖像附近的g線的橫向色差。

發明內容

根據本發明，提供一種變焦透鏡，該變焦透鏡從放大側依次包括：具有負折光力的第一透鏡單元；具有正折光力的第二透鏡單元；以及后透鏡組，所述后透鏡組包括多個透鏡單元，并且整體上具有正折光力，其中，至少兩個透鏡單元為了變倍而移動，所述第一透鏡單元包括具有負折光力的第一透鏡，并且，滿足以下的條件：

0.79＜θgF_NL-(1.0E-4×νd_NL²-9.1E-3×νd_NL)＜1.00，

1.5＜(R1+R2)/(R1-R2)＜10.0，

0.0005＜|ΔθgF_NL·fw)/(νd_NL·f_NL)|＜0.0020，

其中，R1和R2表示第一透鏡的放大側曲率半徑和縮小側曲率半徑，θgF_NL表示第一透鏡關于g線和F線的部分色散比，νd_NL表示第一透鏡的阿貝數，N_NL表示第一透鏡的折射率，f_NL表示第一透鏡的焦距，并且其中，ΔθgF_NL＝θgF_NL-(-0.001682×νd_NL+0.6438)。

根據本發明，即使當設置后聚焦型光學系統作為變焦透鏡時，也可極好地減小畸變和橫向色差兩者。

通過參照附圖閱讀示例性實施例的以下描述，本發明的其它特征變得清晰。

附圖說明

圖1是示出本發明的實施例1的透鏡截面圖；

圖2是示出本發明的實施例2的透鏡截面圖；

圖3是示出本發明的實施例3的透鏡截面圖；

圖4A和圖4B是本發明的實施例1中的像差圖；

圖5A和圖5B是本發明的實施例2中的像差圖；

圖6A和圖6B是本發明的實施例3中的像差圖；