[發(fā)明專利]變焦透鏡和光學(xué)裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110362686.5
• 申請日: 2011-11-16
• 公開（公告）號(hào): CN102466871A
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 市村純也
• 申請（專利權(quán)）人: 佳能株式會(huì)社
• 主分類號(hào): G02B15/167
• 分類號(hào): G02B15/167;G03B21/00
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 康建忠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及其中第一透鏡單元具有正折光力的所謂的正引導(dǎo)型變焦透鏡和具有該正引導(dǎo)型變焦透鏡的光學(xué)裝置。

背景技術(shù)

當(dāng)在正引導(dǎo)型變焦透鏡中通過移動(dòng)出整個(gè)第一透鏡單元聚焦時(shí)，由于單個(gè)透鏡單元提供合焦(in?focusing)和像差校正，因此像差校正可能在焦點(diǎn)移動(dòng)量變得較大的近端側(cè)變得不足。因此，日本專利公開No.07-43611和日本專利公開No.2000-284174中的每一個(gè)從放大共軛側(cè)起依次劃分具有正折光力的F11子單元和具有正折光力的F12子單元，并且，將F12子單元移向放大共軛側(cè)以便聚焦。現(xiàn)有技術(shù)通過調(diào)整各子單元的焦度來減少與從長物體距離到近端位置的聚焦相關(guān)的成像性能的劣化。

但是，由日本專利公開No.07-43611和日本專利公開No.2000-284174提出的方法在像差變化的抑制方面不足，這是由于在從遠(yuǎn)方位置到近端位置的聚焦期間F12子單元中的軸外主光線的高度顯著改變。

另外，近年來，當(dāng)通過元件在縮小共軛面上反射的光在透鏡中的任意表面上被反射并且再次到達(dá)縮小共軛面時(shí)導(dǎo)致的幻影(ghost)成為問題。在這種情況下，越來越多地使用具有高的表面折射率的元件作為用于縮小共軛側(cè)的元件(諸如用于反射型投影儀的Liquid?crystal?on(LCOS)和用于數(shù)字照相機(jī)的CCD或CMOS)。常規(guī)上，該幻影在正引導(dǎo)變焦透鏡的第一透鏡單元中是問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種可減少聚焦期間的像差變化并且抑制幻影的產(chǎn)生的正引導(dǎo)型變焦透鏡。

根據(jù)本發(fā)明的變焦透鏡從放大共軛側(cè)起依次包含具有正折光力并在變倍期間固定的第一透鏡單元和被配置為對于變倍移動(dòng)的可變倍單元。第一透鏡單元從放大共軛側(cè)起依次包含具有正折光力并被配置為在聚焦期間移動(dòng)的第一透鏡子單元和具有正折光力并被配置為在聚焦期間移動(dòng)的第二透鏡子單元。第一透鏡子單元和第二透鏡子單元被配置為對于從無限遠(yuǎn)到近端的聚焦減少第一透鏡子單元和第二透鏡子單元之間的間隔。第二透鏡子單元的最接近放大共軛側(cè)的表面在放大共軛側(cè)具有凹形形狀。

從下文參照附圖對示例性實(shí)施例的描述，本發(fā)明的其它特征將變得清晰。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的變焦透鏡在廣角端的截面圖。

圖2示出根據(jù)第一實(shí)施例的圖1所示的變焦透鏡的像差圖。

圖3示出根據(jù)第一實(shí)施例的圖1所示的變焦透鏡的橫向色差。

圖4是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的變焦透鏡在廣角端的截面圖。

圖5示出根據(jù)第二實(shí)施例的圖4所示的變焦透鏡的像差圖。

圖6示出根據(jù)第二實(shí)施例的圖4所示的變焦透鏡的橫向色差。

圖7A～7C是用于解釋成像幻影的示圖。

圖8是用于解釋根據(jù)本實(shí)施例的第一透鏡單元的示圖。

具體實(shí)施方式

將以軸向光為例參照圖7A～7C簡要描述成像幻影的原理。圖7A～7C分別示意性地示出縮小共軛面A和透鏡表面之間的關(guān)系。當(dāng)具有軸向圖像高度的光線穿過任意的透鏡表面，并且該透鏡表面的曲率中心B如圖7A所示的那樣與幻影光的物點(diǎn)C一致時(shí)，在該透鏡表面上反射的光通過相同的光路到達(dá)縮小側(cè)共軛面。因此，在縮小共軛面上出現(xiàn)具有強(qiáng)的峰值強(qiáng)度的幻影光。

在輕微偏離光軸的亮點(diǎn)在縮小共軛面上形成圖像時(shí)，由反射光導(dǎo)致的幻影光在關(guān)于光軸大致對稱的位置形成圖像。為了減少該成像幻影，必須如圖7B和圖7C所示的那樣改變透鏡表面的曲率半徑，并且使幻影光的物點(diǎn)C偏離透鏡表面的曲率中心B。在這種情況下，幻影圖像擴(kuò)散，其峰值強(qiáng)度降低，因此，幻影圖像變得不太可能突顯。

當(dāng)幻影光被大大地散焦時(shí)，來自透鏡表面的反射光的一部分被光闌或鏡筒遮蔽，并且幻影光本身可被弱化。為了減少幻影光，這種方式的幻影光的遮蔽和弱化是有效且高效的。

當(dāng)圖7B與圖7C相比時(shí)，圖7B示出在透鏡表面上反射的幻影光的欠焦點(diǎn)(under?focus)配置，并且圖7C示出在透鏡表面上反射的幻影光的過焦點(diǎn)(over?focus)配置。當(dāng)這些圖相互比較時(shí)，由于圖7C將光線引向光闌側(cè)或透鏡孔側(cè)，因此，與圖7B相比，圖7C可以以小的焦點(diǎn)變化更有效地減少幻影光。

換句話說，為了有效地減少正引導(dǎo)型第一透鏡單元中的幻影光，可以設(shè)定透鏡在其接觸空氣的界面上的曲率，使得該透鏡的表面在放大共軛側(cè)具有凹面。另外，第一透鏡單元具有正折光力的所謂的正引導(dǎo)需要可充分地校正諸如色差和畸變的像差的形狀，這是因?yàn)檩S外光線高度在該第一透鏡單元中變高。