[发明专利]变焦透镜和光学装置

说明书

技术领域

本发明涉及其中第一透镜单元具有正折光力的所谓的正引导型变焦透镜和具有该正引导型变焦透镜的光学装置。

背景技术

当在正引导型变焦透镜中通过移动出整个第一透镜单元聚焦时，由于单个透镜单元提供合焦(in focusing)和像差校正，因此像差校正可能在焦点移动量变得较大的近端侧变得不足。因此，日本专利公开No.07-43611和日本专利公开No.2000-284174中的每一个从放大共轭侧起依次划分具有正折光力的F11子单元和具有正折光力的F12子单元，并且，将F12子单元移向放大共轭侧以便聚焦。现有技术通过调整各子单元的焦度来减少与从长物体距离到近端位置的聚焦相关的成像性能的劣化。

但是，由日本专利公开No.07-43611和日本专利公开No.2000-284174提出的方法在像差变化的抑制方面不足，这是由于在从远方位置到近端位置的聚焦期间F12子单元中的轴外主光线的高度显著改变。

另外，近年来，当通过元件在缩小共轭面上反射的光在透镜中的任意表面上被反射并且再次到达缩小共轭面时导致的幻影(ghost)成为问题。在这种情况下，越来越多地使用具有高的表面折射率的元件作为用于缩小共轭侧的元件(诸如用于反射型投影仪的Liquid crystal on(LCOS)和用于数字照相机的CCD或CMOS)。常规上，该幻影在正引导变焦透镜的第一透镜单元中是问题。

发明内容

本发明提供了一种可减少聚焦期间的像差变化并且抑制幻影的产生的正引导型变焦透镜。

根据本发明的变焦透镜从放大共轭侧起依次包含具有正折光力并在变倍期间固定的第一透镜单元和被配置为对于变倍移动的可变倍单元。第一透镜单元从放大共轭侧起依次包含具有正折光力并被配置为在聚焦期间移动的第一透镜子单元和具有正折光力并被配置为在聚焦期间移动的第二透镜子单元。第一透镜子单元和第二透镜子单元被配置为对于从无限远到近端的聚焦减少第一透镜子单元和第二透镜子单元之间的间隔。第二透镜子单元的最接近放大共轭侧的表面在放大共轭侧具有凹形形状。

从下文参照附图对示例性实施例的描述，本发明的其它特征将变得清晰。

附图说明

图1是根据本发明的第一实施例的变焦透镜在广角端的截面图。

图2示出根据第一实施例的图1所示的变焦透镜的像差图。

图3示出根据第一实施例的图1所示的变焦透镜的横向色差。

图4是根据本发明的第二实施例的变焦透镜在广角端的截面图。

图5示出根据第二实施例的图4所示的变焦透镜的像差图。

图6示出根据第二实施例的图4所示的变焦透镜的横向色差。

图7A～7C是用于解释成像幻影的示图。

图8是用于解释根据本实施例的第一透镜单元的示图。

具体实施方式

将以轴向光为例参照图7A～7C简要描述成像幻影的原理。图7A～7C分别示意性地示出缩小共轭面A和透镜表面之间的关系。当具有轴向图像高度的光线穿过任意的透镜表面，并且该透镜表面的曲率中心B如图7A所示的那样与幻影光的物点C一致时，在该透镜表面上反射的光通过相同的光路到达缩小侧共轭面。因此，在缩小共轭面上出现具有强的峰值强度的幻影光。

在轻微偏离光轴的亮点在缩小共轭面上形成图像时，由反射光导致的幻影光在关于光轴大致对称的位置形成图像。为了减少该成像幻影，必须如图7B和图7C所示的那样改变透镜表面的曲率半径，并且使幻影光的物点C偏离透镜表面的曲率中心B。在这种情况下，幻影图像扩散，其峰值强度降低，因此，幻影图像变得不太可能突显。

当幻影光被大大地散焦时，来自透镜表面的反射光的一部分被光阑或镜筒遮蔽，并且幻影光本身可被弱化。为了减少幻影光，这种方式的幻影光的遮蔽和弱化是有效且高效的。

当图7B与图7C相比时，图7B示出在透镜表面上反射的幻影光的欠焦点(under focus)配置，并且图7C示出在透镜表面上反射的幻影光的过焦点(over focus)配置。当这些图相互比较时，由于图7C将光线引向光阑侧或透镜孔侧，因此，与图7B相比，图7C可以以小的焦点变化更有效地减少幻影光。

换句话说，为了有效地减少正引导型第一透镜单元中的幻影光，可以设定透镜在其接触空气的界面上的曲率，使得该透镜的表面在放大共轭侧具有凹面。另外，第一透镜单元具有正折光力的所谓的正引导需要可充分地校正诸如色差和畸变的像差的形状，这是因为轴外光线高度在该第一透镜单元中变高。