CN103403602B - 可变放大率光学系统和成像设备 - Google Patents
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Abstract
[目标]一种可变放大率光学系统，小且能够以低成本构成，同时它具有宽的视场角和高的放大率，并且能够用在从可见波长带到近红外波长带的宽波长范围内，且具有高性能。[技术方案]一种可变放大率光学系统，由从物体侧顺序地设置的具有负折射本领的第一透镜组(G1)和具有正折射本领的第二透镜组(G2)构成，第一透镜组(G1)和第二透镜组(G2)之间沿光轴方向的距离在放大率改变时改变。具有凹物体侧表面的负弯月形透镜设置在第一透镜组(G1)的最靠近图像侧，并且满足下述公式(1)：0.5<d45／d5<3.0…(1)，其中d5：负弯月形透镜在光轴上的厚度，并且d45：负弯月形透镜和紧邻该负弯月形透镜的物体侧的透镜之间在光轴上的在空气中的距离。
Description
技术领域
本发明用在摄像机、电子照相机等中的可变放大率光学系统，以及成像设备。特别地，本发明涉及可以用在从可见波长带至近红外波长带的宽波长范围中的可变放大率光学系统，以及包括该可变放大率光学系统的成像设备。
背景技术
传统上，监视相机已经用于防止犯罪、进行记录等。用于这种监视相机的光学系统需要小且能够以低的成本构造而成。进一步，该光学系统需要大的相对孔径，从而甚至在低的照明度摄影环境中也能识别对象，并且还需要宽的视场角，以便可以对宽的范围进行摄影。该光学系统还需要具有高的光学性能。进一步，由于近年来对具有可变放大率功能的监视相机的需求，可变放大率光学系统正变为主趋势，并且这种光学系统还需要具有高的可变放大率。
当光学系统安装在白天和夜间用的监视相机上时，这种监视相机通常设置在没有任何人的设施处，并且在白天期间进行可见光摄影，在夜间进行近红外光摄影。因此，该光学系统需要出色地修正包括可见波长带至近红外波长带的宽波长范围内的色差。特别地，需要出色地修正纵向色差。
作为用于用在前述领域的相机的变焦距镜头，例如，由负的第一透镜组和正的第二透镜组构成的两组式变焦距镜头是已知的(请参考专利文献1-3)。专利文献1公开了一种变焦距镜头，其中第一透镜组由从物体侧顺序地设置的负透镜、负透镜、负透镜、以及由粘合在一起的正透镜和负透镜构成的粘合透镜构成。专利文献2公开了一种变焦距镜头，其中第一透镜组由从物体侧顺序地设置的负透镜、负透镜、负透镜、正透镜和负透镜构成，并且其中双凹透镜在第一透镜组中设置在最靠近图像侧。专利文献 3公开了一种变焦距镜头，其中第一透镜组由从物体侧顺序地设置的负透镜、负透镜、负透镜、正透镜和正透镜构成。
相关技术文献
专利文献
专利文献1：
日本未审查专利公开No.2007-094371
专利文献2：
日本未审查专利公开No.2009-271165
专利文献3：
日本未审查专利公开No.2008-216591
发明内容
专利文献1和2中公开的两种两组式变焦距镜头具有约180°的全视场角，但可变放大率低。因此，它们不满足近年来的需求。专利文献3中公开的变焦距镜头的全视场角仅约为120°，并且变焦距镜头由于使用两个或更多个非球面透镜而导致在成本方面是不利的。进一步，专利文献1至3中公开的变焦距镜头并不必然呈现在包括可见波长带至近红外波长带的宽波长范围内的使用。
考虑到前述情况，本发明的目标是提供一种高性能可变放大率光学系统，其具有宽的视场角和高的放大率，并且小且能够以低的成本构造而成，并且可以用在包括可见波长带至近红外波长带的宽波长范围内。进一步，本发明的另一个目标是提供包括该可变放大率光学系统的成像设备。
本发明的第一可变放大率光学系统是一种可变放大率光学系统，由从物体侧顺序地设置的具有负折射本领的第一透镜组和具有正折射本领的第二透镜组构成，第一透镜组和第二透镜组之间沿光轴方向的距离在放大率改变时改变，
其中具有凹物体侧表面的负弯月形透镜设置在第一透镜组的最靠近图像侧，并且
其中满足下述公式(1)：
0.5＜d45/d5＜3.0...(1)，其中
d5：负弯月形透镜在光轴上的厚度，并且
d45：负弯月形透镜和紧邻该负弯月形透镜的物体侧的透镜之间在光轴上的在空气中的距离。
在本发明的第一可变放大率光学系统中，更希望的是，满足下述公式(1-1)而不是公式(1)。甚至更希望的是满足下述公式(1-2)：
0.88＜d45/d5＜1.82...(1-1)；和
1.1＜d45/d5＜1.4...(1-2)。
在本发明的第一可变放大率光学系统中，希望的是满足下述公式(2)。更希望的是，满足下述公式(2-1)，并且甚至更希望的是满足下述公式(2-2)：
0.05＜d45/LG1＜0.15...(2)；
0.05＜d45/LG1＜0.1...(2-1)；和
0.06＜d45/LG1＜0.08...(2-2)，其中
LG1：光轴上从第一透镜组中最靠近物体侧表面到第一透镜组中最靠近图像侧表面的厚度。
在本发明的第一可变放大率光学系统中，希望的是满足下述公式(3)。更希望的是，满足下述公式(3-1)，并且甚至更希望的是满足下述公式(3-2)：
5.5＜f5/fG1＜12.0...(3)；
5.5＜f5/fG1＜9.3...(3-1)；和
7.5＜f5/fG1＜8.5...(3-2)，其中
fG1：第一透镜组的焦距，并且
f5：第一透镜组中的负弯月形透镜的焦距。
本发明的第二可变放大率光学系统是一种可变放大率光学系统，由从物体侧顺序地设置的具有负折射本领的第一透镜组和具有正折射本领的第二透镜组构成，第一透镜组和第二透镜组之间沿光轴方向的距离在放大率改变时改变，
其中第一透镜组由从物体侧顺序地设置的第一透镜、负的第二透镜、由粘合在一起的负的第三透镜和正的第四透镜构成的粘合透镜、以及第五透镜构成，其中第一透镜是具有凹图像侧表面的负弯月形透镜，第二透镜具有凹图像侧表面，并且第二透镜的图像侧表面的曲率半径的绝对值小于第二透镜的物体侧表面的曲率半径的绝对值，第五透镜是具有凹物体侧表 面的负弯月形透镜。
在本发明的第二可变放大率光学系统中，希望的是满足下述公式(4)，并且更希望的是，满足下述公式(4-1)：
0.8＜(R3-R4)/(R3+R4)＜1.5...(4)；和
0.9＜(R3-R4)/(R3+R4)＜1.2...(4-1)，其中
R3：第二透镜的物体侧表面的曲率半径，以及
R4：第二透镜的图像侧表面的曲率半径。
本发明的第三可变放大率光学系统是一种可变放大率光学系统，由从物体侧顺序地设置的具有负折射本领的第一透镜组和具有正折射本领的第二透镜组构成，第一透镜组和第二透镜组之间沿光轴方向的距离在放大率改变时改变，
其中第二透镜组由从物体侧顺序地设置的正的第六透镜、负的第七透镜、正的第八透镜、由粘合在一起的负的第九透镜和正的第十透镜构成的粘合透镜构成，并且
其中第六透镜、第八透镜和第十透镜所有这三个正透镜都是双凸透镜，并且
当关于g-线和F-线的局部分散率θgF被定义为θgF＝(Ng-NF)/(NF-NC)时，第二透镜组中的所述三个正透镜中的至少两个满足下述公式(5)和(6)：
80.0＜vd...(5)；和
0.530＜θgF...(6)，其中
vd：关于d-线的阿贝数，以及
Ng，Nd，NF和NC：分别是关于g-线，d-线，F-线和C-线的折射率。
在本发明的第三可变放大率光学系统中，希望的是满足下述公式(7)至(9)：
60.0＜vd7+vd9＜85.0...(7)；
vd7＞vd9...(8)；和
2.0＜f7/f9＜4.5...(9)，其中
vd7，f7：分别是第七透镜关于d-线的阿贝数以及第七透镜的焦距，以及
vd9，f9：分别是第九透镜关于d-线的阿贝数以及第九透镜的焦距。
在本发明的第三可变放大率光学系统中，更希望的是，满足下述公式(7-1)而不是公式(7)：
65.0＜Vd7+Vd9＜80.0...(7-1)。
在本发明的第三可变放大率光学系统中，更希望的是，满足下述公式(9-1)而不是公式(9)：
2.0＜f7/f9＜3.6...(9-1)。
在本发明的第一至第三可变放大率光学系统中，希望的是从广角端到摄远端的可变放大率大于或等于2.6倍。
在本发明的第一至第三可变放大率光学系统中，希望的是第二透镜组中最靠近物体侧透镜是非球面透镜，并且整个系统中的所有其它透镜是球面透镜。
在本发明的可变放大率光学系统中，用语“由...构成”以及用于“由...组成”是指实质组成。因此，本发明的可变放大率光学系统可以包括基本上不具有任何折射本领的透镜，除透镜之外的光学元件，如位于所提及的透镜组和透镜后面的光阑和盖玻璃等。
在本发明的可变放大率光学系统中，当包括非球面表面时，在近轴区中考虑透镜表面的形状和折射本领的符号。
曲率半径的符号在表面的形状向着物体侧凸起是正的，在表面的形状向着物体侧凸起时是负的。
本发明的成像设备包括本发明的可变放大率光学系统。
本发明的第一可变放大率光学系统由从物体侧顺序地设置的具有负折射本领的第一透镜组和具有正折射本领的第二透镜组构成，第一透镜组和第二透镜组之间沿光轴方向的距离在放大率改变时改变。在该光学系统中，具有凹物体侧表面的负弯月形透镜设置在第一透镜组的最靠近图像侧，并且紧邻负弯月形透镜的物体侧的在空气中的距离与负弯月形透镜的中心厚度的比率被适当地设定。因此，能够实现高性能可变放大率光学系统，其具有宽的视场角和高的放大率，并且小且能够以低成本构成，且能够有效地修正在包括可见波长带至近红外波长带的宽波长范围内的色差。
本发明的第二可变放大率光学系统由从物体侧顺序地设置的具有负折射本领的第一透镜组和具有正折射本领的第二透镜组构成，第一透镜组 和第二透镜组之间沿光轴方向的距离在放大率改变时改变。在该光学系统中，构成第一透镜组的每个透镜的折射本领和形状被详细地、适当地设定。因此，能够实现高性能可变放大率光学系统，其具有宽的视场角和高的放大率，并且小且能够以低成本构成，且能够有效地修正在包括可见波长带至近红外波长带的宽波长范围内的色差。
本发明的第三可变放大率光学系统由从物体侧顺序地设置的具有负折射本领的第一透镜组和具有正折射本领的第二透镜组构成，第一透镜组和第二透镜组之间沿光轴方向的距离在放大率改变时改变。在该光学系统中，构成第二透镜组的每个透镜的折射本领和形状被适当地设定。进一步，关于第二透镜组中的正透镜的色散特性被适当地设定。因此，能够实现高性能可变放大率光学系统，其具有宽的视场角和高的放大率，并且小且能够以低成本构成，且能够有效地修正在包括可见波长带至近红外波长带的宽波长范围内的色差。
本发明的成像设备包括本发明的可变放大率光学系统。因此，该成像设备小且能够以低成本构成。以宽的视场角和高的放大率成像是可能的，并且能够在包括可见波长带至近红外波长带的宽波长范围内获得优质图像。
附图说明
图1(A)和图1(B)是分别图示本发明的示例1的可变放大率光学系统在广角端和摄远端处的透镜结构的横截面；
图2(A)至图2(H)是本发明的示例1的可变放大率光学系统的像差示意图；
图3(A)和图3(B)是分别图示本发明的示例2的可变放大率光学系统在广角端和摄远端处的透镜结构的横截面；
图4(A)至图4(H)是本发明的示例2的可变放大率光学系统的像差示意图；
图5(A)和图5(B)是分别图示本发明的示例3的可变放大率光学系统在广角端和摄远端处的透镜结构的横截面；
图6(A)至图6(H)是本发明的示例3的可变放大率光学系统的像差示意 图；
图7(A)和图7(B)是分别图示本发明的示例4的可变放大率光学系统在广角端和摄远端处的透镜结构的横截面；
图8(A)至图8(H)是本发明的示例4的可变放大率光学系统的像差示意图；
图9(A)和图9(B)是分别图示本发明的示例5的可变放大率光学系统在广角端和摄远端处的透镜结构的横截面；
图10(A)至图10(H)是本发明的示例5的可变放大率光学系统的像差示意图；
图11(A)和图11(B)是分别图示本发明的示例6的可变放大率光学系统在广角端和摄远端处的透镜结构的横截面；
图12(A)至图12(H)是本发明的示例6的可变放大率光学系统的像差示意图；
图13(A)和图13(B)是分别图示本发明的示例7的可变放大率光学系统在广角端和摄远端处的透镜结构的横截面；
图14(A)至图14(H)是本发明的示例7的可变放大率光学系统的像差示意图；
图15(A)和图15(B)是分别图示本发明的示例8的可变放大率光学系统在广角端和摄远端处的透镜结构的横截面；
图16(A)至图16(H)是本发明的示例8的可变放大率光学系统的像差示意图；
图17(A)和图17(B)是分别图示本发明的示例9的可变放大率光学系统在广角端和摄远端处的透镜结构的横截面；
图18(A)至图18(H)是本发明的示例9的可变放大率光学系统的像差示意图；
图19(A)和图19(B)是分别图示本发明的示例10的可变放大率光学系统在广角端和摄远端处的透镜结构的横截面；
图20(A)至图20(H)是本发明的示例10的可变放大率光学系统的像差示意图；
图21(A)和图21(B)是分别图示本发明的示例11的可变放大率光学系 统在广角端和摄远端处的透镜结构的横截面；
图22(A)至图22(H)是本发明的示例11的可变放大率光学系统的像差示意图；
图23(A)和图23(B)是分别图示本发明的示例12的可变放大率光学系统在广角端和摄远端处的透镜结构的横截面；
图24(A)至图24(H)是本发明的示例12的可变放大率光学系统的像差示意图；以及
图25是图示根据本发明的实施例的成像设备的结构的示意图。
具体实施方式
以下，将参照附图描述本发明的实施例。图1(A)和图1(B)是根据本发明的实施例的可变放大率光学系统的横截面。由于用语“示例1”被写在图1(A)的顶部处，因此图1(A)和图1(B)中图示的结构示例对应于稍后将被描述的示例1中的可变放大率光学系统。在这里，参照图1(A)和图1(B)中图示的结构示例，将描述根据本发明的实施例的可变放大率光学系统。
该可变放大率光学系统由从物体侧顺序设置的具有负折射本领的第一透镜组G1和具有正折射本领的第二透镜组G2构成。第一透镜组G1和第二透镜组G2之间沿光轴方向的距离在放大率变化时改变。图1(A)和图1(B)分别图示在光学系统聚焦在无线远的物体上时可变放大率光学系统的透镜在广角端和摄远端处的布置。附图的左侧是物体侧，附图的右侧是图像侧。进一步，图1(A)和图1(B)之间的箭头示意性地指示在放大率变化时移动的透镜组的移动路径。
当可变放大率光学系统安装在成像设备上时，根据成像设备的规格，希望的是成像设备包括用于保护成像装置的成像平面的盖玻璃，以及棱镜，如色分离棱镜，和各种滤光器，如低通滤波器和红外线截止滤波器。图1(A)和图1(B)图示了一种示例，其中假设是这种元件的平行平板形光学构件PP设置在第二透镜组G2和图像平面Sim之间。
在图1中图示的示例中，孔径光阑St位于第一透镜组G1和第二透镜组G2之间，并在放大率改变时是固定的。图1(A)和图1(B)中图示的孔径光阑St不代表孔径光阑St的尺寸或形状，而是表示孔径光阑St在光轴Z 上的位置。
本实施例的可变放大率光学系统由两个透镜组构成，并且折射本领的布置从物体侧按顺序是负和正。进一步，通过第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离的变化可以改变。这种结构在加宽视场角方面是有好处的。
第一透镜组G1可以具有五透镜结构，例如，如图1(A)所示。在图1(A)中，第一透镜L1、第二透镜L2、由粘合在一起的负的第三透镜L3和正的第四透镜L4构成的粘合透镜、以及第五透镜L5从物体侧按此顺序布置。第一透镜L1是具有凹图像侧表面的负弯月形透镜，第二透镜L2是具有凹图像侧表面的负透镜，并且第二透镜L2的图像侧表面的曲率半径的绝对值小于第二透镜L2的物体侧表面的曲率半径的绝对值。进一步，第五透镜L5是具有凹物体侧表面的负弯月形透镜。
进一步，第二透镜组G2可以具有五透镜结构，例如，如图1(A)所示。在图1(A)中，正的第六透镜L6、负的第七透镜L7、正的第八透镜L8、以及由粘合在一起的负的第九透镜L9和正的第十透镜L10构成的粘合透镜从物体侧按此顺序布置。
当三个负透镜在第一透镜组G1中设置在物体侧时，如上所述，这种结构在加宽视场角方面是有好处的。进一步，当第一透镜组G1和第二透镜组G2中的每一个包括由粘合在一起的负透镜和正透镜构成的粘合透镜时，这种结构在修正色差方面是有好处的。
在本实施例的可变放大率光学系统中，希望的是第一透镜组G1和第二透镜组G2都具有五透镜结构，以减小光学系统的尺寸并降低成本。进一步，在由第一透镜L1至第五透镜L5构成的第一透镜组G1中，如上所述，当第三透镜L3是双凹透镜且第四透镜L4是双凸透镜时，能够以出色的方式修正色差。进一步，在由第六透镜L6至第十透镜L10构成的第二透镜组G2中，如上所述，希望的是第九透镜L9是具有凹图像侧表面的负弯月形透镜。在这种情况中，能够以出色的方式修正纵向色差。
当具有凹物体侧表面的负弯月形透镜(图1(A)的示例中的第五透镜L5)在第一透镜组G1中设置在最靠近图像侧时，能够抑制图像平面的由放大率变化引起的波动和由边缘光线引起的色差。第一透镜组G1中设置在最 靠近图像侧的具有凹物体侧表面的负弯月形透镜可以减弱在第一透镜组G1中产生的像差的波动。
换句话说，当第一透镜组G1中的最靠近图像侧透镜具有弯月形状时，能够以出色的方式容易地修正在第一透镜组G1中产生的各种像差，同时透镜的折射本领被设置成不会变的太强，并且透镜的折射本领对第一透镜组G1的折射本领的贡献被恰当地设定。进一步，当第一透镜组G1中最靠近图像侧的负弯月形透镜是具有凹的物体侧表面的单透镜时，能够减小尺寸并在负弯月形透镜和紧邻负弯月形透镜的物体侧的透镜(图1(A)的示例中的第四透镜L4)之间形成空气透镜。因此，能够以出色的方式修正球面像差和色差。
希望的是，当第一透镜组G1中最靠近图像侧的负弯月形透镜在光轴上的厚度是d5，并且负弯月形透镜和紧邻负弯月形透镜的物体侧的透镜之间在光轴上的空气中距离是d45时，满足下述公式(1)：
0.5＜d45/d5＜3.0...(1)。
公式(1)是第一透镜组G1中最靠近图像侧的负弯月形透镜的紧邻物体侧的空气中距离与负弯月形透镜的中心厚度的比率关系式。当所述值低于公式(1)的下限时，第一透镜组G1中最靠近图像侧的负弯月形透镜和紧邻负弯月形透镜的物体侧的透镜之间的空气中距离变小，并且变得需要增加负弯月形透镜的物体侧表面的曲率半径的绝对值，以确保广角侧的周边光量。随后，抑制色差的效果变弱。
当所述值超过公式(1)的上限时，第一透镜组G1的总厚度(光轴上从第一透镜组G1中最靠近物体侧表面到第一透镜组G1中最靠近图像侧表面的厚度)趋向于变大。因此，透镜组在放大率变化期间的移动量受到限制，并且这在减小整个系统的尺寸和增大放大率方面是不利的。进一步，纵向色差和横向色差变得不平衡。
因此，更希望的是，满足下述公式(1-1)而不是公式(1)，甚至更希望的是满足下述公式(1-2)：
0.88＜d45/d5＜1.82...(1-1)；和
1.1＜d45/d5＜1.4...(1-2)。
当第一透镜组G1的总厚度是LG1时，希望的是，关于d45的值和总 厚度LG1，满足下述公式(2)：
0.05＜d45/LG1＜0.15...(2)。
公式(2)是第一透镜组G1中最靠近图像侧的负弯月形透镜的紧邻物体侧的空气中距离与第一透镜组G1的总厚度的比率关系式。当所述值低于公式(2)的下限时，空气中的距离变短，并且修正像差的效果变弱，或者第一透镜组G1的总厚度变大，并且在减小尺寸方面是不利的。当所述值超过公式(2)的上限，空气中的距离变长，并且变得难以减小尺寸或增大可变放大率，或者第一透镜组G1的总厚度变小，并且对第一透镜组G1中的其它透镜的厚度、形状等的限制变得苛刻，并且修正像差的灵活性变低。
因此，更希望的是，满足下述公式(2-1)而不是公式(2)，甚至更希望的是满足下述公式(2-2)：
0.05＜d45/LG1＜0.1...(2-1)；和
0.06＜d45/LG1＜0.08...(2-2)。
进一步，在本实施例的可变放大率光学系统中，当第一透镜组G1的焦距是fG1，并且第一透镜组G1中最靠近图像侧的负弯月形透镜的焦距是f5，希望的是满足下述公式(3)：
5.5＜f5/fG1＜12.0...(3)。
是第一透镜组G1的焦距的G1的值与整个透镜系统的焦距和第一透镜组G1的折射本领与第二透镜组G2的折射本领的布置相关。公式(3)是第一透镜组G1中最靠近图像侧的负弯月形透镜的折射本领与整个第一透镜组G1的折射本领的比率关系式。该关系式表示该负弯月形透镜对第一透镜组G1的贡献。
当所述值低于公式(3)的下限时，负弯月形透镜的贡献变得太大，并且第一透镜组G1中的折射本领的布置变得不平衡。在包括负的前部透镜组的两透镜组式可变放大率光学系统中，如本实施例的可变放大率光学系统中，负透镜或多个透镜设置在第一透镜组G1中的物体侧，以增大整个系统的视场角。例如，如图1(A)所示，负的第一透镜L1和负的第二透镜L2设置在物体侧，并且这两个透镜具有相对强的负折射本领以增大整个系统的视场角，并且这两个透镜的折射本领支配整个第一透镜组G1的负折射本领。在这里，如果第一透镜组G1中最靠近图像侧的负弯月形透镜的折 射本领变得比必要的强，则第一透镜组G1中物体侧的负透镜的折射本领和整个第一透镜组G1的折射本领改变，并且这影响加宽视场角和增大放大率的结果。因此，变得不能够获得期望的视场角和期望的可变放大率。相反，当所述值超过公式(3)的上限时，第一透镜组G1中最靠近图像侧的负弯月形透镜的贡献变得太小，并且修正色差的效果变弱。
因此，更希望的是，满足下述公式(3-1)而不是公式(3)，并且甚至更希望的是满足下述公式(3-2)：
5.5＜f5/fG1＜9.3...(3-1)；和
7.5＜f5/fG1＜8.5...(3-2)。
进一步，在本实施例的可变放大率光学系统中，当第一透镜组G1由从物理侧顺序地设置的第一透镜L1、第二透镜L2、由粘合在一起的负的第三透镜L3和正的第四透镜L4的粘合透镜、以及第五透镜L5这五个透镜构成时，第一透镜L1是具有凹图像侧表面的负弯月形透镜，第二透镜L2是具有凹图像侧表面的负透镜，第二透镜L2的图像侧表面的曲率半径的绝对值小于第二透镜L2的物体侧表面的曲率半径的绝对值，并且第五透镜L5是具有凹物体侧表面的负弯月形透镜时，希望的是，当第二透镜L2的物体侧表面的曲率半径是R3时，并且第二透镜L2的图像侧表面的曲率半径是R4时，满足下述公式(4)：
0.8＜(R3-R4)/(R3+R4)＜1.5...(4)。
当满足公式(4)的下限并且(R3-R4)/(R3+R4)＜1时，第二透镜L2是弯月形透镜，但当满足公式(4)的下限并且(R3-R4)/(R3+R4)＞1时，第二透镜L2是双凹透镜。当(R3-R4)/(R3+R4)的值更大时，视场角内的大角度区域中的畸变像差变大，并且视场角也变大。同时，第二透镜L2对视场角内的大角度区域中的图像平面的波动的贡献变大。当所述值低于公式(4)的下限时，变得难以修正广角端处的切向图像平面向着图像侧倾斜并且摄远端处的球面像差变大的趋势。当所述值超过公式(4)的上限时，变得尤其难以修改广角端处的径向图像平面向着视场角内的大角度区域中的物体侧急剧地倾斜的趋势。
因此，更希望的是，满足下述公式(4-1)而不是公式(4)：
0.9＜(R3-R4)/(R3+R4)＜1.2...(4-1)。
进一步，在本实施例的可变放大率光学系统中，希望的是，第二透镜组G2由从物体侧顺序地设置的正的第六透镜L6、负的第七透镜L7、正的第八透镜L8、由粘合在一起的负的第九透镜L9和正的第十透镜L10构成的粘合透镜构成。进一步，希望的是第二透镜组G2中的所有三个正透镜(第六透镜L6，第八透镜L8和第十透镜L10)是双凸透镜，所述三个正透镜中的至少两个满足下述公式(5)和(6)：
80.0＜vd ...(5)；和
0.530＜θgF ...(6)。
在这里，vd表示关于d-线的阿贝数。进一步，θgF是关于g-线和F-线的局部分散率，当Ng，Nd，NF和NC分别表示关于g-线，d-线，F-线和C-线的折射率时，θgF被定义为θgF＝(Ng-NF)/(NF-NC)。
公式(5)和公式(6)涉及第二透镜组G2中的双凸透镜。当第二透镜组G2中的所述三个正透镜中的至少两个满足公式(5)和(6)时，能够使第二透镜组G2中的双凸透镜中的至少两个由反常色散材料(以下，称为反常色散透镜)制成。反常色散透镜对于减少色差的二级光谱是必要的。有效的是使用至少两个反常色散透镜来修正包括可见波长带至近红外波长带的宽波长范围内的色差。
当第二透镜组G2如上所述由第六透镜L6至第十透镜L10这五个透镜构成，并且满足公式(5)和(6)，第一组G1可以采用不同于图1中图示的结构的模式。所述不同的模式例如是将在稍后的示例中被描述的模式。第一透镜组可以由从物体侧顺序地设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、双凹形第四透镜、和第五透镜这五个透镜构成，其中第一透镜是具有凹图像侧表面的负弯月形透镜，第二透镜是具有凹图像侧表面的负弯月形透镜，第三透镜是具有凹图像侧表面的负弯月形透镜，第五透镜是具有凹图像侧表面的正弯月形透镜。
在所述不同的模式中，如上所述，具有凹图像侧表面的三个负弯月形透镜连续地设置在第一透镜组中的物体侧，并且这对加宽视场角是有好处的。进一步，由于具有凸的物体侧表面的弯月形第五透镜紧邻是双凹透镜的第四透镜的图像侧设置，因此能够在减小尺寸的同时出色地修正球面像差。进一步，当第二透镜组G2如上所述由第六透镜L6至第十透镜L10 这五个透镜构成并且满足公式(5)和(6)时，第一透镜组可以仅由未被粘合的单透镜构成。在这种情况中，该结构是有成本优势的。
当第二透镜组G2如上所述包括第六透镜L6至第十透镜L10这五个透镜时，希望的是，当vd7和f7分别是第七透镜L7关于d-线的阿贝数和第七透镜L7的焦距，并且vd9和f9分别是第九透镜L9关于d-线的阿贝数和第九透镜L9的焦距时，满足下述公式(7)至(9)：
60.0＜vd7＋vd9＜85.0 ...(7)；
vd7＞vd9 ...(8)；和
2.0＜f7/f9＜4.5 ...(9)。
除了使用反常色散材料作为正透镜的材料之外，还需要合适地选择与正透镜成对的负透镜的特性用于消色差，以减少包括可见波长带至近红外波长带的宽波长范围内的色差。公式(7)和(8)涉及第二透镜组G2中的两个负透镜(第七透镜L7和第九透镜L9)的阿贝数。公式(9)涉及是单透镜的每个负透镜的焦距。
第二透镜组G2中的两个负透镜与第二透镜组G2中的至少两个反常色散透镜结合抑制色差。当所述值低于公式(7)的下限时，变得难以抑制二级光谱。当所述值超过公式(7)的上限时，关于主消色差化的修正是不充分的。
公式(8)和(9)表示第二透镜组G2中的两个负透镜在减少色差时的作用彼此不同的特征。在是更靠近第二透镜组G2中的物体侧的负透镜的第七透镜L7处，广角端处的光线的直径尤其大。如果该透镜的色散高时，边缘光线处的短波长侧像差变大。当第九透镜L9的折射本领高于第二透镜组G2中的第七透镜L7的折射本领，并且在第九透镜L9中使用更高色散材料时，能够出色地修正色差。当所述值低于公式(9)的下限时，摄远端处的像散增大，并且不满足所需要的性能。当所述值超过公式(9)的上限时，在广角端处变得尤其难以在包括近红外波长带的范围内的纵向色差。
因此，更希望的是，满足下述公式(7-1)而不是公式(7)：
65.0＜vd7＋vd9＜80.0...(7-1)。
因此，更希望的是，满足下述公式(9-1)而不是公式(9)：
2.0＜f7/f9＜3.6...(9-1)。
进一步，在本实施例的可变放大率光学系统中，希望的是，第二透镜组G2中的最靠近物体侧透镜是非球面透镜，并且整个系统中的所有其它透镜是球面透镜。当非球面透镜设置在第二透镜组G2中的最靠近物体侧时，能够容易地抑制放大率变大期间像差的波动。进一步，由于非球面透镜设置在该位置处，因此通过抑制非球面透镜或多个透镜的数量，能够以出色的方式修正像差，同时以低成本构造光学系统。例如，通过在整个系统中仅采用是这种非球面透镜的一个非球面透镜，能够满足所希望的规格和性能。
进一步，在本实施例的可变放大率光学系统中，希望的是，从广角端至摄远端的可变放大率大于或等于2.6倍。因此，能够实现高的可变放大率，以满足近年来对本实施例的可变放大率光学系统的应用所需要的水平。
具体地，本实施例的可变放大率光学系统适合实现例如在广角端具有约145°至165°的完整角度和约2.7倍的可变放大率的透镜系统。
在这里，当在恶劣环境中，例如，在室外，使用本实施例可变放大率光学系统时，希望的是设置在最靠近物体侧的透镜采用抵抗风雨和由直接阳光引起的温度变化对表面的损坏，并且抵抗化学物，如油脂和清洁剂的材料。换句话说，希望的是采用高度耐水、耐气候、耐酸、耐化学物等的材料。进一步，希望的是采用坚硬且不容易破碎的材料。当重要的是满足这些要求时，希望的是设置在最靠近物体侧的透镜的材料是玻璃。可替换地，可以使用透明陶瓷。
当在恶劣环境中使用本实施例可变放大率光学系统时，希望的是涂覆用于防护的多层涂层。除了用于防护的涂层，可以涂覆用于在使用期间减少幻影光等的抗反射涂层。
在图1(A)和图1(B)中图示的示例中，光学构件PP进一步设置在最靠近图像侧透镜的图像侧。可替换地，多种滤光器可以设置在透镜之间。可替换地，对多种滤光器具有类似作用的涂层可以涂覆至一个透镜的透镜表面。
接下来，将描述本发明的可变放大率光学系统的数值示例。图1(A)和图1(B)图示图1中的可变放大率光学系统的透镜横截面。图3(A)，图3(B)，图5(A)，图5(B)，图7(A)，图7(B)，图9(A)，图9(B)，图11(A)， 图11(B)，图13(A)，图13(B)，图15(A)，图15(B)，图17(A)，图17(B)，图19(A)，图19(B)，图21(A)，图21(B)以及图23(A)，图23(B)分别图示示例2至12中的可变放大率光学系统的透镜横截面。示例2至12的这些透镜横截面的图示方法基本上类似于如上所述的示例1的透镜横截面的图示方法。
表1示出示例1中的可变放大率光学系统的透镜数据，表2示出非球面系数。类似地，表3至表24示出示例2至12中的可变放大率光学系统的透镜数据和非球面系数。接下来，将采用示例的表作为示例，描述这些表中的符号的含义。除非另有说明，示例2至12的表中的符号的含义基本上类似。因此，省略关于示例2至12的基本透镜数据的表和非球面系数的表的描述以避免重复。
在表1的上部的表格中，Si示出第i(i＝1，2，3，...)个表面的表面编号。最靠近物体侧元件的物体侧表面的表面编号是第一表面，并且表面编号向着图像侧顺序地增加。Ri栏示出第i个表面的曲率半径。Di栏表示光轴Z上第i个表面和第(i+1)个表面之间的距离。Ndj栏示出当最靠近物体侧光学元件是第一个光学元件时第j(j＝1，2，3，...)个光学元件关于d-线(波长是587.6nm)的折射率，并且j的值向着图像侧顺序增加。进一步，vdj栏示出第j个光学元件关于d-线的阿贝数，θgFj栏示出第j个光学元件的g-线和F-线的局部分散率。
曲率半径的符号在表面的形状向着物体侧凸起时是正的，并且在表面的形状向着图像侧凸起时是负的。进一步，表1的上部中的表格包括孔径光阑St，光学构件PP和图像平面。符号“∞(孔径光阑)”被写下用于对应于曲率半径栏中的孔径光阑St的表面。进一步，用于“图像平面”被写下用于对应于表面编号栏中的图像平面Sim的表面。
在表1的上部中的表格中，“变量D9”，“变量D10”和“变量D19”被写在在放大率改变时变化的表面距离行中。变量D9是第一透镜组G1和孔径光阑St之间的距离，变量D10是孔径光阑St和第二透镜组G2之间的距离，变量D19是第二透镜组G2和光学构件PP之间的距离。在示例10至12中，代替变量D9、变量D10和变量D19，使用变量D10，变量D11和变量D20。
表1的下部中的表格示出作为关于可变放大率的数据的、在广角端和摄远端处的整个系统的焦距、F数(Fno.)、全视场角2ω、变量D9、变量D10、变量D19。在表1中，度用作角度单位，mm用作长度单位。然而，由于可以通过成比例地放大或减小放大系统使用光学系统，因此可以使用其他合适的单位。进一步，在本申请的说明书中的每个表中，值被四舍五入到预定数位。
在表的上部中的表格中，标记*附属至非球面表面的表面编号。表1示出作为非球面表面的曲率半径的近轴曲率半径的数值。表2示出关于非球面表面的非球面系数。在表2中的非球面系数的数值中，“E-n”(n：整数)是指“×10-n”，“E+n”是指“×10n”。非球面系数是下述非球面方程式中的系数K，Am(m＝3，4，5，...20)：
[公式1]
Zd：非球面表面的深度(从非球面表面上在高度Y处的点至接触非球面表面的顶点并垂直于光轴的平面的垂直长度)，
Y：高度(从光轴至透镜表面的长度)，
C：近轴曲率，以及
K，Am：非球面系数(m＝3，4，5，...20)。
[表1]
示例1
| Si | Ri | Di | Ndj | vdj | θgFj |
| 1 | 44.2364 | 1.32 | 1.69895 | 30.13 | 0.6030 |
| 2 | 10.3760 | 3.75 | |||
| 3 | ∞ | 0.86 | 1.80000 | 29.84 | 0.6017 |
| 4 | 9.9033 | 2.96 | |||
| 5 | -39.3417 | 0.89 | 1.51742 | 52.43 | 0.5564 |
| 6 | 13.3670 | 3.44 | 1.92286 | 20.88 | 0.6388 |
| 7 | -69.9109 | 1.11 | |||
| 8 | -15.1676 | 0.81 | 1.56883 | 56.36 | 0.5489 |
| 9 | -25.8550 | 变量D9 | |||
| 10 | ∞(孔径光阑) | 变量D10 | |||
| 11* | 14.3963 | 3.78 | 1.56868 | 58.27 | 0.5536 |
| 12* | -18.7999 | 0.22 | |||
| 13 | -1262.9268 | 0.76 | 1.56732 | 42.82 | 0.5731 |
| 14 | 20.0662 | 1.17 | |||
| 15 | 17.2665 | 4.16 | 1.49700 | 81.54 | 0.5375 |
| 16 | -12.4325 | 0.21 | |||
| 17 | 34.2619 | 0.98 | 1.90366 | 31.32 | 0.5948 |
| 18 | 7.1980 | 3.99 | 1.49700 | 81.54 | 0.5375 |
| 19 | -24.2428 | 变量D19 | |||
| 20 | ∞ | 1.50 | 1.51633 | 64.14 | 0.5353 |
| 21 | ∞ | 6.50 | |||
| 图像平面 | ∞ |
| 焦距 | Fno. | 2ω | 变量D9 | 变量D10 | 变量D19 | |
| 广角端 | 2.89 | 1.34 | 158.7 | 16.28 | 8.58 | 1.00 |
| 摄远端 | 7.82 | 2.15 | 50.0 | 1.66 | 1.38 | 8.20 |
[表2]
示例1
| Si | K | A3 | A4 | A5 | A6 |
| 11 | 0.0000000E+00 | 2.4731528E-05 | -1.4767865E-04 | 1.2847457E-05 | -2.0140639E-06 |
| 12 | 0.0000000E+00 | 1.8590957E-05 | 1.5466911E-04 | 2.4768486E-06 | 9.8925372E-07 |
| Si | A7 | A8 | A9 | A10 | A11 |
| 11 | -1.5435412E-07 | -3.2362239E-09 | 2.2106502E-09 | -1.2205481E-10 | -6.3333639E-14 |
| 12 | -6.5535922E-07 | 6.5461995E-08 | -1.7615358E-09 | 4.9113926E-11 | 2.4295615E-13 |
| Si | A12 | A13 | A14 | A15 | A16 |
| 11 | -7.0882731E-13 | -1.1822955E-14 | -8.3289647E-15 | -3.7639460E-15 | -1.1749231E-15 |
| 12 | -5.6507494E-14 | -9.7015623E-15 | -2.2335941E-16 | -2.5893401E-17 | -5.7284309E-16 |
| Si | A17 | A18 | A19 | A20 |
| 11 | -5.8619725E-17 | 2.1869925E-17 | 1.8951588E-18 | 3.0181727E-19 |
| 12 | -3.0889926E-16 | 5.1694973E-17 | 2.2423508E-18 | 1.0525292E-19 |
[表3]
示例2
| Si | Ri | Di | Ndj | vdj | θgFj |
| 1 | 22.0681 | 1.75 | 1.85026 | 32.27 | 0.5929 |
| 2 | 9.5622 | 4.51 | |||
| 3 | ∞ | 0.86 | 1.80000 | 29.84 | 0.6017 |
| 4 | 9.4728 | 3.24 | |||
| 5 | -31.6826 | 0.84 | 1.51742 | 52.43 | 0.5564 |
| 6 | 13.5124 | 3.35 | 1.92286 | 20.88 | 0.6388 |
| 7 | -69.9982 | 1.07 | |||
| 8 | -15.2000 | 0.82 | 1.57135 | 52.95 | 0.5553 |
| 9 | -25.7000 | 变量D9 | |||
| 10 | ∞(孔径光阑) | 变量D10 | |||
| 11* | 14.3963 | 3.78 | 1.56868 | 58.27 | 0.5536 |
| 12* | -18.7999 | 0.21 | |||
| 13 | -201.1656 | 0.76 | 1.56732 | 42.82 | 0.5731 |
| 14 | 19.9569 | 0.96 | |||
| 15 | 16.2384 | 4.25 | 1.49700 | 81.54 | 0.5375 |
| 16 | -12.5808 | 0.30 | |||
| 17 | 31.3223 | 1.00 | 1.90366 | 31.32 | 0.5947 |
| 18 | 7.1000 | 4.22 | 1.49700 | 81.54 | 0.5375 |
| 19 | -23.1510 | 变量D19 | |||
| 20 | ∞ | 1.50 | 1.51633 | 64.14 | 0.5353 |
| 21 | ∞ | 6.32 | |||
| 图像平面 | ∞ |
| 焦距 | Fno. | 2ω | 变量D9 | 变量D10 | 变量D19 | |
| 广角端 | 2.81 | 1.32 | 147.2 | 15.67 | 8.56 | 1.00 |
| 摄远端 | 7.58 | 2.14 | 51.2 | 1.61 | 1.33 | 8.23 |
[表4]
示例2
| Si | K | A3 | A4 | A5 | A6 |
| 11 | 0.0000000E+00 | 2.4731528E-05 | -1.4767865E-04 | 1.2847457E-05 | -2.0140639E-06 |
| 12 | 0.0000000E+00 | 1.8590957E-05 | 1.5466911E-04 | 2.4768486E-06 | 9.8925372E-07 |
| Si | A7 | A8 | A9 | A10 | A11 |
| 11 | -1.5435412E-07 | -3.2362239E-09 | 2.2106502E-09 | -1.2205481E-10 | -6.3333639E-14 |
| 12 | -6.5535922E-07 | 6.5461995E-08 | -1.7615358E-09 | 4.9113926E-11 | 2.4295615E-13 |
| Si | A12 | A13 | A14 | A15 | A16 |
| 11 | -7.0882731E-13 | -1.1822955E-14 | -8.3289647E-15 | -3.7639460E-15 | -1.1749231E-15 |
| 12 | -5.6507494E-14 | -9.7015623E-15 | -2.2335941E-16 | -2.5893401E-17 | -5.7284309E-16 |
| Si | A17 | A18 | A19 | A20 |
| 11 | -5.8619725E-17 | 2.1869925E-17 | 1.8951588E-18 | 3.0181727E-19 |
| 12 | -3.0889926E-16 | 5.1694973E-17 | 2.2423508E-18 | 1.0525292E-19 |
[表5]
示例3
| Si | Ri | Di | Ndj | vdj | θgFj |
| 1 | 20.9935 | 1.75 | 1.85026 | 32.27 | 0.5929 |
| 2 | 9.3800 | 4.55 | |||
| 3 | ∞ | 0.86 | 1.80000 | 29.84 | 0.6017 |
| 4 | 9.3955 | 3.26 | |||
| 5 | -27.6869 | 0.84 | 1.53172 | 48.84 | 0.5631 |
| 6 | 13.4334 | 3.51 | 1.92286 | 20.88 | 0.6388 |
| 7 | -54.9989 | 1.01 | |||
| 8 | -15.0442 | 0.82 | 1.72000 | 43.69 | 0.5699 |
| 9 | -22.4000 | 变量D9 | |||
| 10 | ∞(孔径光阑) | 变量D10 | |||
| 11* | 14.3963 | 3.78 | 1.56868 | 58.27 | 0.5536 |
| 12* | -18.7999 | 0.22 | |||
| 13 | 8491.7411 | 0.76 | 1.58267 | 46.42 | 0.5671 |
| 14 | 19.2304 | 0.98 | |||
| 15 | 15.8408 | 4.27 | 1.49700 | 81.54 | 0.5375 |
| 16 | -12.6169 | 0.20 | |||
| 17 | 36.3588 | 1.00 | 1.90366 | 31.32 | 0.5947 |
| 18 | 7.1000 | 4.10 | 1.49700 | 81.54 | 0.5375 |
| 19 | -21.5832 | 变量D19 | |||
| 20 | ∞ | 1.50 | 0.5353 | ||
| 21 | ∞ | 6.48 | |||
| 图像平面 | ∞ |
| 焦距 | Fno. | 2ω | 变量D9 | 变量D10 | 变量D19 | |
| 广角端 | 2.81 | 1.33 | 145.6 | 15.95 | 8.56 | 1.00 |
| 摄远端 | 7.59 | 2.14 | 51.0 | 1.62 | 1.32 | 8.24 |
[表6]
示例3
| Si | K | A3 | A4 | A5 | A6 |
| 11 | 0.0000000E+00 | 2.4731528E-05 | -1.4767865E-04 | 1.2847457E-05 | -2.0140639E-06 |
| 12 | 0.0000000E+00 | 1.8590957E-05 | 1.5466911E-04 | 2.4768486E-06 | 9.8925372E-07 |
| Si | A7 | A8 | A9 | A10 | A11 |
| 11 | -1.5435412E-07 | -3.2362239E-09 | 2.2106502E-09 | -1.2205481E-10 | -6.3333639E-14 |
| 12 | -6.5535922E-07 | 6.5461995E-08 | -1.7615358E-09 | 4.9113926E-11 | 2.4295615E-13 |
| Si | A12 | A13 | A14 | A15 | A16 |
| 11 | -7.0882731E-13 | -1.1822955E-14 | -8.3289647E-15 | -3.7639460E-15 | -1.1749231E-15 |
| 12 | -5.6507494E-14 | -9.7015623E-15 | -2.2335941E-16 | -2.5893401E-17 | -5.7284309E-16 |
| Si | A17 | A18 | A19 | A20 |
| 11 | -5.8619725E-17 | 2.1869925E-17 | 1.8951588E-18 | 3.0181727E-19 |
| 12 | -3.0889926E-16 | 5.1694973E-17 | 2.2423508E-18 | 1.0525292E-19 |
[表7]
示例4
| Si | Ri | Di | Ndj | vdj | θgFj |
| 1 | 45.0007 | 1.30 | 1.71736 | 29.52 | 0.6047 |
| 2 | 10.5812 | 3.75 | |||
| 3 | ∞ | 0.86 | 1.80000 | 29.84 | 0.6017 |
| 4 | 9.9517 | 3.00 | |||
| 5 | -39.8104 | 0.84 | 1.51742 | 52.43 | 0.5564 |
| 6 | 13.3628 | 3.35 | 1.92286 | 20.88 | 0.6388 |
| 7 | -68.9983 | 1.08 | |||
| 8 | -15.6001 | 1.20 | 1.56883 | 56.36 | 0.5489 |
| 9 | -26.4997 | 变量D9 | |||
| 10 | ∞(孔径光阑) | 变量D10 | |||
| 11* | 14.3963 | 3.78 | 1.56868 | 58.27 | 0.5536 |
| 12* | -18.7999 | 0.21 | |||
| 13 | 136.6379 | 0.76 | 1.56732 | 42.82 | 0.5731 |
| 14 | 16.9648 | 1.31 | |||
| 15 | 16.8005 | 4.15 | 1.49700 | 81.54 | 0.5375 |
| 16 | -12.2050 | 0.27 | |||
| 17 | 36.9909 | 1.00 | 1.90366 | 31.32 | 0.5947 |
| 18 | 7.1885 | 4.06 | 1.49700 | 81.54 | 0.5375 |
| 19 | -25.4051 | 变量D19 | |||
| 20 | ∞ | 1.50 | 1.51633 | 64.14 | 0.5353 |
| 21 | ∞ | 6.35 | |||
| 图像平面 | ∞ |
| 焦距 | Fno. | 2ω | 变量D9 | 变量D10 | 变量D19 | |
| 广角端 | 2.89 | 1.38 | 158.7 | 17.10 | 8.56 | 1.00 |
| 摄远端 | 7.81 | 2.18 | 50.0 | 1.67 | 1.42 | 8.14 |
[表8]
示例4
| Si | K | A3 | A4 | A5 | A6 |
| 11 | 0.0000000E+00 | 2.4731528E-05 | -1.4767865E-04 | 1.2847457E-05 | -2.0140639E-06 |
| 12 | 0.0000000E+00 | 1.8590957E-05 | 1.5466911E-04 | 2.4768486E-06 | 9.8925372E-07 |
| Si | A7 | A8 | A9 | A10 | A11 |
| 11 | -1.5435412E-07 | -3.2362239E-09 | 2.2106502E-09 | -1.2205481E-10 | -6.3333639E-14 |
| 12 | -6.5535922E-07 | 6.5461995E-08 | -1.7615358E-09 | 4.9113926E-11 | 2.4295615E-13 |
| Si | A12 | A13 | A14 | A15 | A16 |
| 11 | -7.0882731E-13 | -1.1822955E-14 | -8.3289647E-15 | -3.7639460E-15 | -1.1749231E-15 |
| 12 | -5.6507494E-14 | -9.7015623E-15 | -2.2335941E-16 | -2.5893401E-17 | -5.7284309E-16 |
| Si | A17 | A18 | A19 | A20 |
| 11 | -5.8609950E-17 | 2.1872059E-17 | 1.8959254E-18 | 3.0207690E-19 |
| 12 | －3.0890818E-16 | 5.1693973E-17 | 2.2419712E-18 | 1.0512788E-19 |
[表9]
示例5
| Si | Ri | Di | N dj | vdj | θg Fj |
| 1 | 43.2304 | 1.56 | 1.71736 | 29.52 | 0.6047 |
| 2 | 10.2869 | 3.78 | |||
| 3 | ∞ | 0.86 | 1.80000 | 29.84 | 0.6017 |
| 4 | 9.9222 | 2.95 | |||
| 5 | -39.4733 | 0.84 | 1.51742 | 52.43 | 0.5564 |
| 6 | 13.3017 | 3.49 | 1.92286 | 20.88 | 0.6388 |
| 7 | -68.9983 | 1.42 | |||
| 8 | -15.2001 | 0.78 | 1.59950 | 65.59 | 0.5420 |
| 9 | -25.7998 | 变量D9 | |||
| 10 | ∞(孔径光阑) | 变量D10 | |||
| 11* | 14.3963 | 7.31 | 1.56868 | 58.27 | 0.5536 |
| 12* | -18.7999 | 3.77 | |||
| 13 | -212.4320 | 0.21 | 1.56732 | 42.82 | 0.5731 |
| 14 | 21.6778 | 0.76 | |||
| 15 | 17.4458 | 1.13 | 1.49700 | 81.54 | 0.5375 |
| 16 | -12.5222 | 4.15 | |||
| 17 | 32.0808 | 0.20 | 1.90366 | 31.32 | 0.5947 |
| 18 | 7.1779 | 1.00 | 1.49700 | 81.54 | 0.5375 |
| 19 | -24.1470 | 变量D19 | |||
| 20 | ∞ | 1.50 | 1.51633 | 64.14 | 0.5353 |
| 2l | ∞ | 6.51 | |||
| 图像平面 | ∞ |
| 焦距 | Fno. | 2ω | 变量D9 | 变量D10 | 变量D19 | |
| 广角端 | 2.89 | 1.33 | 157.3 | 15.32 | 8.56 | 1.00 |
| 摄远端 | 7.80 | 2.16 | 50.1 | 1.40 | 1.26 | 8.30 |
[表10]
示例5
| Si | K | A3 | A4 | A5 | A6 |
| 11 | 0.0000000E+00 | 2.4731528E-05 | -1.4570630E-04 | 1.2847457E-05 | -1.9896915E-06 |
| 12 | 0.0000000E+00 | 1.8590957E-05 | 1.5641905E-04 | 2.4768486E-06 | 1.0230312E-06 |
| Si | A7 | A8 | A9 | A10 | A11 |
| 11 | -1.5435412E-07 | -3.3921278E-09 | 2.2106502E-09 | -1.1839908E-10 | -6.3333639E-14 |
| 12 | -6.5535922E-07 | 6.5115549E-08 | -1.7615358E-09 | 4.7938695E-11 | 2.4295615E-13 |
| Si | A12 | A13 | A14 | A15 | A16 |
| 11 | -7.2661697E-13 | -1.1822955E-14 | -9.2101975E-15 | -3.7639460E-15 | -1.1750309E-15 |
| 12 | -2.4080700E-14 | -9.7015623E-15 | 1.1542768E-15 | -2.5893401E-17 | -5.5344483E-16 |
| Si | A17 | A18 | A19 | A20 |
| 11 | -5.8619645E-17 | 2.2373778E-17 | 1.8951666E-18 | 3.1806991E-19 |
| 12 | -3.0889925E-16 | 5.1745569E-17 | 2.2423504E-18 | 1.0532489E-19 |
[表11]
示例6
| Si | R3 | Di | N dj | vdj | θg Fj |
| 1 | 36.1165 | 1.52 | 1.73800 | 32.26 | 0.5899 |
| 2 | 10.7525 | 3.75 | |||
| 3 | -1255.2802 | 0.86 | 1.80000 | 29.84 | 0.6017 |
| 4 | 9.6553 | 2.95 | |||
| 5 | -52.7881 | 0.84 | 1.51742 | 52.43 | 0.5564 |
| 6 | 12.7465 | 3.35 | 1.92286 | 20.88 | 0.6388 |
| 7 | -68.9983 | 1.10 | |||
| 8 | -15.2000 | 0.82 | 1.57099 | 50.80 | 0.5588 |
| 9 | -37.8558 | 变量D9 | |||
| 10 | ∞(孔径光阑) | 变量D10 | |||
| 11* | 14.2999 | 3.64 | 1.56868 | 58.27 | 0.5536 |
| 12* | -19.5205 | 0.21 | |||
| 13 | -78.8269 | 0.76 | 1.59551 | 39.24 | 0.5803 |
| 14 | 25.3387 | 0.96 | |||
| 15 | 17.6248 | 4.34 | 1.49700 | 81.54 | 0.5375 |
| 16 | -12.6271 | 0.20 | |||
| 17 | 24.0938 | 1.00 | 1.90366 | 31.32 | 0.5947 |
| 18 | 7.1000 | 4.00 | 1.49700 | 81.54 | 0.5375 |
| 19 | -27.0564 | 变量D19 | |||
| 20 | ∞ | 1.50 | 1.51633 | 64.14 | 0.5353 |
| 21 | ∞ | 6.47 | |||
| 图像平面 | ∞ |
| 焦距 | Fno. | 2o | 变量D9 | 变量D10 | 变量D19 | |
| 广角端 | 2.90 | 1.31 | 158.6 | 14.59 | 8.56 | 1.00 |
| 摄远端 | 7.83 | 2.09 | 49.9 | 1.53 | 1.33 | 8.23 |
[表12]
示例6
| Si | K | A3 | A4 | A5 | A6 |
| 11 | 0.0000000E+00 | 8.8839991E-05 | -1.4767865E-04 | 1.2163204E-05 | -2.0140639E-06 |
| 12 | 0.0000000E+00 | 6.6428694E-05 | 1.5466911E-04 | 1.6823674E-06 | 9.8925372E-07 |
| Si | A7 | A8 | A9 | A10 | A11 |
| 11 | -1.5465298E-07 | -3.2362239E-09 | 2.2027264E-09 | -1.2205481E-10 | -6.1142731E-14 |
| 12 | -6.5535953E-07 | 6.5461995E-08 | -1.7653805E-09 | 4.9113926E-11 | 2.4194200E-13 |
| Si | A12 | A13 | A14 | A15 | A16 |
| 11 | -7.0882731E-13 | -1.2022902E-14 | -8.3289647E-15 | -3.7639460E-15 | -1.1749231E-15 |
| 12 | -5.6507494E-14 | -9.1789748E-15 | -2.2335941E-16 | -2.5893401E-17 | -5.7284309E-16 |
| Si | A17 | A18 | A19 | A20 |
| 11 | -5.8619725E-17 | 2.1869925E-17 | 1.8951588E-18 | 3.0181727E-19 |
| 12 | -3.0889926E-16 | 5.1694973E-17 | 2.2423508E-18 | 1.0525292E-19 |
[表13]
示例7
| Si | Ri | Di | N dj | vdj | θg Fj |
| 1 | 42.9298 | 1.41 | 1.69895 | 30.13 | 0.6030 |
| 2 | 10.5205 | 3.89 | |||
| 3 | -179.2163 | 0.86 | 1.80000 | 29.84 | 0.6017 |
| 4 | 10.0184 | 2.95 | |||
| 5 | -45.3562 | 1.16 | 1.51742 | 52.43 | 0.5564 |
| 6 | 13.6879 | 3.35 | 1.92286 | 20.88 | 0.6388 |
| 7 | -82.9570 | 1.06 | |||
| 8 | -16.2001 | 0.82 | 1.58913 | 61.14 | 0.5407 |
| 9 | -25.7998 | 变量D9 | |||
| 10 | ∞(孔径光阑) | 变量D10 | |||
| 11* | 14.3963 | 3.76 | 1.56868 | 58.27 | 0.5536 |
| 12* | -18.7999 | 0.21 | |||
| 13 | -311.9117 | 0.76 | 1.56732 | 42.82 | 0.5731 |
| 14 | 19.2239 | 1.24 | |||
| 15 | 17.2710 | 4.15 | 1.49700 | 81.54 | 0.5375 |
| 16 | -12.3216 | 0.29 | |||
| 17 | 33.5543 | 1.00 | 1.90366 | 31.32 | 0.5947 |
| 18 | 7.2965 | 4.01 | 1.49700 | 81.54 | 0.5375 |
| 19 | -24.4765 | 变量D19 | |||
| 20 | ∞ | 1.50 | 1.51633 | 64.14 | 0.5353 |
| 21 | ∞ | 6.66 | |||
| 图像平面 | ∞ |
| 焦距 | Fno. | 2ω | 变量D9 | 变量D10 | 变量D19 | |
| 广角端 | 2.90 | 1.35 | 159.3 | 16.38 | 8.56 | 1.00 |
| 摄远端 | 7.83 | 2.19 | 50.0 | 1.67 | 1.25 | 8.31 |
[表14]
示例7
| Si | K | A3 | A4 | A5 | A6 |
| 11 | 0.0000000E+00 | 2.4731528E-05 | -1.4538051E-04 | 1.2847457E-05 | -2.0129599E-06 |
| 12 | 0.0000000E+00 | 1.8590957E-05 | 1.5700725E-04 | 2.4768486E-06 | 9.8580142E-07 |
| Si | A7 | A8 | A9 | A10 | A11 |
| 11 | -1.5435412E-07 | -3.2362239E-09 | 2.2106502E-09 | -1.2205481E-10 | -6.3333639E-14 |
| 12 | -6.5535922E-07 | 6.5461995E-08 | -1.7615358E-09 | 4.9113926E-11 | 2.4295615E-13 |
| Si | A12 | A13 | A14 | A15 | A16 |
| 11 | -7.0882731E-13 | -1.1822955E-14 | -8.3289647E-15 | -3.7639460E-15 | -1.1749231E-15 |
| 12 | -5.6507494E-14 | -9.7015623E-15 | -2.2335941E-16 | -2.5893401E-17 | -5.7284309E-16 |
| Si | A17 | A18 | A19 | A20 |
| 11 | -5.8619725E-17 | 2.1869925E-17 | 1.8951588E-18 | 3.0181727E-19 |
| 12 | -3-0889926E-16 | 5.1694973E-17 | 2.2423508E-18 | 1.0525292E-19 |
[表15]
示例8
| Si | Ri | Di | Ndj | vdj | θg Fj |
| 1 | 45.0000 | 1.30 | 1.69895 | 30.13 | 0.6030 |
| 2 | 10.3073 | 3.75 | |||
| 3 | 99.9964 | 0.86 | 1.80000 | 29.84 | 0.6017 |
| 4 | 9.6649 | 3.18 | |||
| 5 | -30.9522 | 0.94 | 1.51742 | 52.43 | 0.5564 |
| 6 | 13.6906 | 3.35 | 1.92286 | 20.88 | 0.6388 |
| 7 | -69.0000 | 1.12 | |||
| 8 | -15.1171 | 0.82 | 1.56883 | 56.36 | 0.5489 |
| 9 | -25.5998 | 变量D9 | |||
| 10 | ∞(孔径光阑) | 变量D10 | |||
| 11* | 14.3963 | 3.78 | 1.56868 | 58.27 | 0.5536 |
| 12* | -18.7999 | 0.26 | |||
| 13 | ∞ | 0.87 | 1.56732 | 42.82 | 0.5731 |
| 14 | 19.0487 | 1.10 | |||
| 15 | 16.9559 | 4.15 | 1.49700 | 81.54 | 0.5375 |
| 16 | -12.3320 | 0.20 | |||
| 17 | 33.4385 | 1.00 | 1.90366 | 31.32 | 0.5947 |
| 18 | 7.1880 | 4.00 | 1.49700 | 81.54 | 0.5375 |
| 19 | -25.0656 | 变量D19 | |||
| 20 | ∞ | 1.50 | 1.51633 | 64.14 | 0.5353 |
| 21 | ∞ | 6.48 | |||
| 图像平面 | ∞ |
| 焦距 | Fno. | 2ω | 变量D9 | 变量D10 | 变量D19 | |
| 广角端 | 2.90 | 1.34 | 153.7 | 16.23 | 8.56 | 1.00 |
| 摄远端 | 7.83 | 2.16 | 49.9 | 1.61 | 1.35 | 8.21 |
[表16]
示例8
| Si | K | A3 | A4 | A5 | A6 |
| 11 | 0.0000000E+00 | 3.0658952E-05 | -1.4767865E-04 | 1.3275139E-05 | -2.0140639E-06 |
| 12 | 0.0000000E+00 | 2.2330075E-05 | 1.5466911E-04 | 2.9943397E-06 | 9.8925372E-07 |
| Si | A7 | A8 | A9 | A10 | A11 |
| 11 | -1.5287366E-07 | -3.2362239E-09 | 2.2102878E-09 | -1.2205481E-10 | -6.3385963E-14 |
| 12 | -6.5606444E-07 | 6.5461995E-08 | -1.7610383E-09 | 4.9113926E-11 | 2.4329090E-13 |
| Si | A12 | A13 | A14 | A15 | A16 |
| 11 | -7.0882731E-13 | -1.1822955E-14 | -8.3289647E-15 | -3.7639460E-15 | -1.1749231E-15 |
| 12 | -5.6507494E-14 | -9.7015623E-15 | -2.2335941E-16 | -2.5893401E-17 | -5.7284309E-16 |
| Si | A17 | A18 | A19 | A20 |
| 11 | -5.8619725E-17 | 2.1869925E-17 | 1.8951588E-18 | 3.0181727E-19 |
| 12 | -3.0889926E-16 | 5.1694973E-17 | 2.2423508E-18 | 1.0525292E-19 |
[表17]
示例9
| Si | Ri | Di | Ndj | vdj | θgFj |
| 1 | 42.9457 | 1.45 | 1.69895 | 30.13 | 0.6030 |
| 2 | 11.0000 | 3.82 | |||
| 3 | -113.9273 | 0.86 | 1.80000 | 29.84 | 0.6017 |
| 4 | 9.9721 | 2.95 | |||
| 5 | -43.7395 | 0.84 | 1.51742 | 52.43 | 0.5564 |
| 6 | 13.4801 | 3.35 | 1.92286 | 20.88 | 0.6388 |
| 7 | -68.9983 | 1.11 | |||
| 8 | -15.2001 | 0.82 | 1.56883 | 56.36 | 0.5489 |
| 9 | -25.5998 | 变量D9 | |||
| 10 | ∞(孔径光阑) | 变量D10 | |||
| 11* | 14.3963 | 3.78 | 1.56868 | 58.27 | 0.5536 |
| 12* | -18.7999 | 0.21 | |||
| 13 | -341.6947 | 0.76 | 1.56732 | 42.82 | 0.5731 |
| 14 | 21.2217 | 1.10 | |||
| 15 | 17.3405 | 4.15 | 1.49700 | 81.54 | 0.5375 |
| 16 | -12.4959 | 0.20 | |||
| 17 | 35.1165 | 1.00 | 1.90366 | 31.32 | 0.5947 |
| 18 | 7.2155 | 4.11 | 1.49700 | 81.54 | 0.5375 |
| 19 | -23.3631 | 变量D19 | |||
| 20 | ∞ | 1.50 | 1.51633 | 64.14 | 0.5353 |
| 21 | ∞ | 6.49 | |||
| 图像平面 | ∞ |
| 焦距 | Fno. | 2ω | 变量D9 | 变量D10 | 变量D19 | |
| 广角端 | 2.92 | 1.34 | 165.1 | 16.18 | 8.56 | 1.00 |
| 摄远端 | 7.87 | 2.16 | 49.8 | 1.72 | 1.33 | 8.23 |
[表18]
示例9
| Si | K | A3 | A4 | A5 | A6 |
| 11 | 0.0000000E+00 | 2.4731528E-05 | -1.4767865E-04 | 1.2847457E-05 | -2.0140639E-06 |
| 12 | 0.0000000E+00 | 1.8590957E-05 | 1.5466911E-04 | 2.4768486E-06 | 9.8925372E-07 |
| Si | A7 | A8 | A9 | A10 | A11 |
| 11 | -1.5435412E-07 | -3.2362239E-09 | 2.2106502E-09 | -1.2205481E-10 | -6.3333639E-14 |
| 12 | -6.5535922E-07 | 6.5461995E-08 | -1.7615358E-09 | 4.9113926E-11 | 2.4295615E-13 |
| Si | A12 | A13 | A14 | A15 | A16 |
| 11 | -7.0882731E-13 | -1.1822955E-14 | -8.3289647E-15 | -3.7639460E-15 | -1.1749231E-15 |
| 12 | -5.6507494E-14 | -9.7015623E-15 | -2.2335941E-16 | -2.5893401E-17 | -5.7284309E-16 |
| Si | A17 | A18 | A19 | A20 |
| 11 | -5.8619725E-17 | 2.1869925E-17 | 1.8951588E-18 | 3.0181727E-19 |
| 12 | -3.0889926E-16 | 5.1694973E-17 | 2.2423508E-18 | 1.0525292E-19 |
[表19]示例10
| Si | Ri | Di | Ndj | vdj | θgFj |
| 1 | 27.7558 | 1.39 | 1.81600 | 46.62 | 0.5568 |
| 2 | 11.3755 | 3.38 | |||
| 3 | 20.5844 | 1.08 | 1.81600 | 46.62 | 0.5568 |
| 4 | 8.8654 | 2.90 | |||
| 5 | 20.4189 | 1.23 | 1.78800 | 47.37 | 0.5559 |
| 6 | 9.8415 | 3.05 | |||
| 7 | -57.3998 | 3.81 | 1.83481 | 42.73 | 0.5648 |
| 8 | 23.0870 | 1.00 | |||
| 9 | 19.8954 | 2.36 | 1.95906 | 17.47 | 0.6598 |
| 10 | 119.8999 | 变量D10 | |||
| 11 | ∞(孔径光阑) | 变量D11 | |||
| 12* | 14.3963 | 3.78 | 1.56868 | 58.27 | 0.5536 |
| 13* | -18.7999 | 0.24 | |||
| 14 | ∞ | 0.76 | 1.58144 | 40.75 | 0.5774 |
| 15 | 24.0250 | 0.96 | |||
| 16 | 17.4260 | 4.16 | 1.49700 | 81.54 | 0.5375 |
| 17 | -12.6873 | 0.43 | |||
| 18 | 34.0024 | 0.69 | 1.90366 | 31.32 | 0.5947 |
| 19 | 6.7860 | 4.27 | 1.49700 | 81.54 | 0.5375 |
| 20 | -22.0524 | 变量D20 | |||
| 21 | ∞ | 1.5 | 1.51633 | 64.14 | 0.5353 |
| 22 | ∞ | 6.35 | |||
| 图像平面 | ∞ |
| 焦距 | Fno. | 2ω | 变量D10 | 变量D11 | 变量D20 | |
| 广角端 | 2.24 | 1.34 | 164.2 | 13.98 | 9.03 | 1.00 |
| 摄远端 | 5.97 | 2.17 | 62.8 | 1.80 | 1.54 | 8.50 |
[表20]
示例10
| Si | K | A3 | A4 | A5 | A6 |
| 12 | 0.0000000E+00 | 2.4731528E-05 | -1.4767865E-04 | 1.2847457E-05 | -2.0140639E-06 |
| 13 | 0.0000000E+00 | 1.8590957E-05 | 1.5466911E-04 | 2.4768486E-06 | 9.8925372E-07 |
| Si | A7 | A8 | A9 | A10 | A11 |
| 12 | -1.5435412E-07 | -3.2362239E-09 | 2.2106502E-09 | -1.2205481E-10 | -6.3333639E-14 |
| 13 | -6.5535922E-07 | 6.5461995E-08 | -1.7615358E-09 | 4.9113926E-11 | 2.4295615E-13 |
| Si | A12 | A13 | A14 | A15 | A16 |
| 12 | -7.0882731E-13 | -1.1822955E-14 | -8.3289647E-15 | -3.7639460E-15 | -1.1749231E-15 |
| 13 | -5.6507494E-14 | -9.7015623E-15 | -2.2335941E-16 | -2.5893401E-17 | -5.7284309E-16 |
| Si | A17 | A18 | A19 | A20 |
| 12 | -5.8619725E-17 | 2.1869925E-17 | 1.8951588E-18 | 3.0181727E-19 |
| 13 | -3.0889926E-16 | 5.1694973E-17 | 2.2423508E-18 | 1.0525292E-19 |
[表21]示例11
| Si | Ri | Di | Ndj | vdj | θgFj |
| 1 | 28.1107 | 1.38 | 1.81600 | 46.62 | 0.5568 |
| 2 | 11.3699 | 3.27 | |||
| 3 | 19.8752 | 1.03 | 1.81600 | 46.62 | 0.5568 |
| 4 | 8.8400 | 2.99 | |||
| 5 | 22.0299 | 0.98 | 1.77250 | 49.60 | 0.5520 |
| 6 | 10.1691 | 3.05 | |||
| 7 | -77.3028 | 4.88 | 1.83481 | 42.73 | 0.5648 |
| 8 | 21.6719 | 1.00 | |||
| 9 | 19.4507 | 1.96 | 1.95906 | 17.47 | 0.6598 |
| 10 | 90.0351 | 变量D10 | |||
| 11 | ∞(孔径光阑) | 变量D11 | |||
| 12* | 14.3963 | 3.78 | 1.56868 | 58.27 | 0.5536 |
| 13* | -18.7999 | 0.37 | |||
| 14 | -943.1605 | 0.78 | 1.67300 | 38.15 | 0.5754 |
| 15 | 27.2420 | 0.90 | |||
| 16 | 17.9974 | 3.95 | 1.49700 | 81.54 | 0.5375 |
| 17 | -12.5801 | 0.68 | |||
| 18 | 32.1594 | 0.68 | 1.90366 | 31.32 | 0.5947 |
| 19 | 6.7854 | 4.22 | 1.49700 | 81.54 | 0.5375 |
| 20 | -22.9232 | 变量D20 | |||
| 21 | ∞ | 1.50 | 1.51633 | 64.14 | 0.5353 |
| 22 | ∞ | 6.28 | |||
| 图像平面 | ∞ |
| 焦距 | Fno. | 2ω | 变量D10 | 变量D11 | 变量D20 | |
| 广角端 | 2.25 | 1.34 | 164.4 | 13.98 | 9.00 | 1.00 |
| 摄远端 | 5.97 | 2.20 | 62.6 | 1.81 | 1.46 | 8.54 |
[表22]
示例11
| Si | K | A3 | A4 | A5 | A6 |
| 12 | 0.0000000E+00 | 2.4731528E-05 | -1.4767865E-04 | 1.2847457E-05 | -2.0140639E-06 |
| 13 | 0.0000000E+00 | 1.8590957E-05 | 1.5466911E-04 | 2.4768486E-06 | 9.8925372E-07 |
| Si | A7 | A8 | A9 | A10 | A11 |
| 12 | -1.5435412E-07 | -3.2362239E-09 | 2.2106502E-09 | -1.2205481E-10 | -6.3333639E-14 |
| 13 | -6.5535922E-07 | 6.5461995E-08 | -1.7615358E-09 | 4.9113926E-11 | 2.4295615E-13 |
| Si | A12 | A13 | A14 | A15 | A16 |
| 12 | -7.0882731E-13 | -1.1822955E-14 | -8.3289647E-15 | -3.7639460E-15 | -1.1749231E-15 |
| 13 | -5.6507494E-14 | -9.7015623E-15 | -2.2335941E-16 | -2.5893401E-17 | -5.7284309E-16 |
| Si | A17 | A18 | A19 | A20 |
| 12 | -5.8619725E-17 | 2.1869925E-17 | 1.8951588E-18 | 3.0181727E-19 |
| 13 | -3.0889926E-16 | 5.1694973E-17 | 2.2423508E-18 | 1.0525292E-19 |
[表23]示例12
| Si | Ri | Di | Ndj | vdj | θgFj |
| 1 | 26.5999 | 1.30 | 1.81600 | 46.62 | 0.5568 |
| 2 | 10.9400 | 3.20 | |||
| 3 | 18.0742 | 1.01 | 1.81600 | 46.62 | 0.5568 |
| 4 | 8.4900 | 3.52 | |||
| 5 | 20.9736 | 0.89 | 1.77250 | 49.60 | 0.5520 |
| 6 | 10.5396 | 3.00 | |||
| 7 | -43.1810 | 5.06 | 1.83481 | 42.73 | 0.5648 |
| 8 | 25.5662 | 1.00 | |||
| 9 | 21.9630 | 1.95 | 1.95906 | 17.47 | 0.6598 |
| 10 | 171.0658 | 变量D10 | |||
| 11 | ∞(孔径光阑) | 变量D11 | |||
| 12* | 14.3963 | 3.78 | 1.56868 | 58.27 | 0.5536 |
| 13* | -18.7999 | 0.50 | |||
| 14 | -8290.4077 | 0.76 | 1.72342 | 37.95 | 0.5836 |
| 15 | 27.8860 | 0.88 | |||
| 16 | 18.1350 | 3.90 | 1.49700 | 81.54 | 0.5375 |
| 17 | -12.4983 | 0.69 | |||
| 18 | 31.5864 | 0.68 | 1.90366 | 31.32 | 0.5947 |
| 19 | 6.7800 | 4.20 | 1.49700 | 81.54 | 0.5375 |
| 20 | -23.0930 | 变量D20 | |||
| 21 | ∞ | 1.50 | 1.51633 | 64.14 | 0.5353 |
| 22 | ∞ | 6.31 | |||
| 图像平面 | ∞ |
| 焦距 | Fno. | 2ω | 变量D10 | 变量D11 | 变量D20 | |
| 广角端 | 2.26 | 1.34 | 161.8 | 13.98 | 8.46 | 1.00 |
| 摄远端 | 6.00 | 2.22 | 62.2 | 1.79 | 0.89 | 8.58 |
[表24]
示例12
| Si | K | A3 | A4 | A5 | A6 |
| 12 | 0.0000000E+00 | 2.4731528E-05 | -1.4767865E-04 | 1.2847457E-05 | -2.0140639E-06 |
| 13 | 0.0000000E+00 | 1.8590957E-05 | 1.5466911E-04 | 2.4768486E-06 | 9.8925372E-07 |
| Si | A7 | A8 | A9 | A10 | A11 |
| 12 | -1.5435412E-07 | -3.2362239E-09 | 2.2106502E-09 | -1.2205481E-10 | -6.3333639E-14 |
| 13 | -6.5535922E-07 | 6.5461995E-08 | -1.7615358E-09 | 4.9113926E-11 | 2.4295615E-13 |
| Si | A12 | A13 | A14 | A15 | A16 |
| 12 | -7.0882731E-13 | -1.1822955E-14 | -8.3289647E-15 | -3.7639460E-15 | -1.1749231E-15 |
| 13 | -5.6507494E-14 | -9.7015623E-15 | -2.2335941E-16 | -2.5893401E-17 | -5.7284309E-16 |
| Si | A17 | A18 | A19 | A20 |
| 12 | -5.8619725E-17 | 2.1869925E-17 | 1.8951588E-18 | 3.0181727E-19 |
| 13 | -3.0889926E-16 | 5.1694973E-17 | 2.2423508E-18 | 1.0525292E-19 |
下面描述示例1的可变放大率光学系统的示例性结构。在示例1中的可变放大率光学系统中，第一透镜组G1由是具有凹图像侧表面的负弯月形透镜的第一透镜L1、是具有平的物体侧表面的平凹透镜的第二透镜L2、由粘合在一起的双凹第三透镜L3和双凸第四透镜L4构成的粘合透镜、以及是具有凹物体侧表面的负弯月形透镜的第五透镜L5这五个透镜构成，第二透镜组G2由从物体侧按顺序设置的双凸第六透镜L6、双凹第七透镜L7、双凸第八透镜L8、以及由粘合在一起的第九透镜L9和双凸第十透镜L10构成的粘合透镜这五个透镜构成，第九透镜L9包括具有凹图像侧表面的负的弯月形状。第六透镜L6的两个表面都是非球面表面。孔径光阑St在放大率变化期间是固定的。
示例2和5的可变放大率光学系统的示例性结构类似于已经描述的示例1的可变放大率光学系统。示例3和4中的可变放大率光学系统的示例 性结构与示例1的可变放大率光学系统不同之处仅在于，第七透镜L7包括具有凹图像侧表面的负的弯月形状。示例6、7和9中的可变放大率光学系统的示例性结构与示例1的可变放大率光学系统不同之处仅在于，第二透镜L2具有双凹形状。示例8中的可变放大率光学系统的示例性结构与示例1的可变放大率光学系统不同之处仅在于，第二透镜L2包括具有凹图像侧表面的负的弯月形状，并且第七透镜L7包括具有平的物体侧表面的平凹形状。
下面描述示例10中的可变放大率光学系统的示例性结构。在示例10中的可变放大率光学系统中，第一透镜组G1由是具有凹图像侧表面的负弯月形透镜的第一透镜L1、是具有凹图像侧表面的负弯月形透镜的第二透镜L2、是具有凹图像侧表面的负弯月形透镜的第三透镜L3、双凹第四透镜L4、和是具有凹图像侧表面的正弯月形透镜的第五透镜L5这五个透镜构成，第二透镜组G2由从物体侧顺序地设置的双凸第六透镜L6、具有平的物体侧表面的平凹第七透镜L7、双凸第八透镜L8、以及由粘合在一起的包括具有凹图像侧表面的负的弯月形状的第九透镜L9和双凸第十透镜L10构成的粘合透镜这五个透镜构成。第六透镜L6的两个表面都是非球面表面。孔径光阑St在放大率变化期间是固定的。示例11和12中的可变放大率光学系统的示例性结构与示例10不同之处仅在于，第七透镜L7是双凹透镜。
图2(A)至图2(D)分别示出示例1中的可变放大率光学系统在广角端处的球面像差、像散、畸变(畸变像差)和横向色差(放大率的色差)。图2(E)至图2(H)分别示出示例1中的可变放大率光学系统在摄远端处的球面像差、像散、畸变(畸变像差)和横向色差(放大率的色差)。每个像差示意图基于d-线，但在球面像差的示意图，还图示了关于g-线(435.8nm的波长)、C-线(656.3nm的波长)和880mm的波长的像差。在横向色差的示意图中，图示了关于g-线和C-线的像差。在像散的示意图中，由实线指示沿径向方向的像差，由虚线指示沿切向方向的像差。在球面像差的示意图中，Fno.表示F数，并且在其他像差示意图中，ω表示半视场角。
类似地，图4(A)至图4(H)，图6(A)至图6(H)，图8(A)至图8(H)，图10(A)至图10(H)，图12(A)至图12(H)，图14(A)至图14(H)，图16(A)至图 16(H)，图18(A)至图18(H)，图20(A)至图20(H)，图22(A)至图22(H)，以及图24(A)至图24(H)分别示出示例2至12中的可变放大率光学系统的像差示意图。
表25示出用于示例1至12中的可变放大率光学系统的公式(1)至(4)，(7)和(9)的对应值。在表25中省略用于公式(5)，(6)和(8)的对应值，因为参照基本透镜数据，所述值是明显的，不需要计算。
[表25]
| 示例1 | 示例2 | 示例3 | 示例4 | 示例5 | ||
| (1) | d45／d5 | 1.37 | 1.31 | 1.23 | 0.90 | 1.82 |
| (2) | d45／LG1 | 0.073 | 0.065 | 0.061 | 0.070 | 0.091 |
| (3) | f5／fG1 | 8.01 | 8.47 | 8.37 | 8.22 | 7.84 |
| (4) | (R3-R4)／(R3+R4) | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 |
| (7) | vd7+vd9 | 74.14 | 74.14 | 77.74 | 74.14 | 74.14 |
| (9) | f7／f9 | 3.39 | 3.08 | 3.33 | 3.41 | 3.37 |
| 示例6 | 示例7 | 示例8 | 示例9 | ||
| (1) | d45／d5 | 1.35 | 1.30 | 1.37 | 1.35 |
| (2) | d45／LG1 | 0.073 | 0.069 | 0.073 | 0.073 |
| (3) | f5／fG1 | 5.65 | 9.23 | 8.06 | 8.16 |
| (4) | (R3-R4)／(R3+R4) | 1.02 | 1.12 | 0.82 | 1.19 |
| (7) | vd7+vd9 | 70.56 | 70.56 | 74.14 | 74.14 |
| (9) | f7／f9 | 2.80 | 3.04 | 3.25 | 3.44 |
| 示例10 | 示例11 | 示例12 | ||
| (1) | d45／d5 | 0.42 | 0.51 | 0.51 |
| (2) | d45／LG1 | 0.050 | 0.049 | 0.048 |
| (3) | f5／fG1 | -4.15 | -4.31 | -4.39 |
| (4) | (R3-R4)／(R3+R4) | 0.40 | 0.38 | 0.36 |
| (7) | vd7+vd9 | 72.07 | 69.38 | 69.27 |
| (9) | f7／f9 | 4.35 | 4.08 | 3.97 |
示例1至12中的所有可变放大率光学系统中的每一个是由10个透镜组成的透镜系统，且在每个透镜系统的整个系统中仅使用一个非球面透镜。可变放大率光学系统小，且能够以低成本生产。进一步，示例1至12中的可变放大率光学系统在广角端处具有约1.3的F数，这意味着确保相对大的孔径。进一步，它们在广角端处具有约145°至165°的全视场角，这意 味着它们具有宽的视场角。进一步，实现2.6倍至2.7倍的可变放大率，这意味着它们具有高的放大率。进一步，以出色的方式修正像差。它们具有高的光学性能，其中特别地，以出色的方式修正从短波长侧的可见波长带至880nm波长附近的近红外波长带的宽波长范围内的色差。
图25是图示根据本发明的实施例的成像设备的示例的结构的示意图。该成像设备采用根据本发明的实施例的可变放大率光学系统。该成像设备例如是监视相机、摄像机、电子照相机等。
图25中图示的成像设备10包括可变放大率光学系统1、滤光器2、成像装置3和信号处理单元4。滤光器2设置在可变放大率光学系统1的图像侧。成像装置3对由对象的可变放大率光学系统1形成的图像进行成像。信号处理单元4对从成像装置3输出的信号进行操作处理。可变放大率光学系统1包括负的第一透镜组G1、孔径光阑St，正的第二透镜组G2。在图25中，这些透镜组被概念性地图示。成像装置3将由可变放大率光学系统1形成的光学信号转换成电信号。以成像装置3的成像表面和可变放大率光学系统1的图像平面变为相同的方式放置成像装置3。例如，CCD、CMOS等可以用作成像装置3。
进一步，成像设备10包括用于改变可变放大率光学系统1的放大率的可变放大率控制单元5、用于调整可变放大率光学系统1的焦点的焦点控制单元6、以及用于改变孔径光阑St的孔径的光阑控制单元7。图25图示了通过移动第一透镜组G1调整焦点的情况。然而，在本发明中用于调整焦点的方法没有必要限于这种示例。
到目前为止，已经采用实施例和示例描述了本发明。然而，本发明既不限于所述实施例也不限于所述示例，并且多种修改是可行的。例如，多个值，如每个透镜元件的曲率半径、表面之间的距离、折射率、阿贝数和非球面系数，不限于数值示例中的值，而是可以是其它值。
Claims (17)
1.一种可变放大率光学系统，由从物体侧顺序地设置的具有负折射本领的第一透镜组和具有正折射本领的第二透镜组构成，第一透镜组和第二透镜组之间沿光轴方向的距离在放大率改变时改变，
其中第二透镜组由从物体侧顺序地设置的正的第六透镜、负的第七透镜、正的第八透镜、由粘合在一起的负的第九透镜和正的第十透镜构成的粘合透镜构成，并且
其中第六透镜、第八透镜和第十透镜所有这三个正透镜都是双凸透镜，并且
当关于g-线和F-线的局部分散率θgF被定义为θgF＝(Ng-NF)/(NF-NC)时，第二透镜组中的所述三个正透镜中的至少两个满足下述公式(5)和(6)，其中Ng，Nd，NF和NC分别是关于g-线，d-线，F-线和C-线的折射率，并且
其中满足下述公式(7)至(9)：
80.0<νd…(5)；
0.530<θgF…(6)；
60.0<νd7+νd9<85.0…(7)；
νd7>νd9…(8)；和
2.0<f7/f9<4.5…(9)，其中
νd：关于d-线的阿贝数，
νd7，f7：分别是第七透镜关于d-线的阿贝数以及第七透镜的焦距，以及
νd9，f9：分别是第九透镜关于d-线的阿贝数以及第九透镜的焦距。
2.根据权利要求1所述的可变放大率光学系统，其中满足下述公式(7-1)和(9-1)：
65.0<νd7+νd9<80.0…(7-1)；和
2.0<f7/f9<3.6…(9-1)。
3.根据权利要求1或2所述的可变放大率光学系统，其中具有凹物体侧表面的负弯月形透镜设置在第一透镜组的最靠近图像侧，并且
其中满足下述公式(1)：
0.5<d45/d5<3.0…(1)，其中
d5：负弯月形透镜在光轴上的厚度，并且
d45：负弯月形透镜和紧邻该负弯月形透镜的物体侧的透镜之间在光轴上的在空气中的距离。
4.根据权利要求3所述的可变放大率光学系统，其中满足下述公式(2)：
0.05<d45/LG1<0.15…(2)，其中
LG1：光轴上从第一透镜组中最靠近物体侧表面到第一透镜组中最靠近图像侧表面的厚度。
5.根据权利要求3所述的可变放大率光学系统，其中满足下述公式(3)：
5.5<f5/fG1<12.0…(3)，其中
fG1：第一透镜组的焦距，并且
f5：第一透镜组中的负弯月形透镜的焦距。
6.根据权利要求3所述的可变放大率光学系统，其中满足下述公式(1-1)：
0.88<d45/d5<1.82…(1-1)。
7.根据权利要求3所述的可变放大率光学系统，其中满足下述公式(2-1)：
0.05<d45/LG1<0.1…(2-1)，其中
LG1：光轴上从第一透镜组中最靠近物体侧表面到第一透镜组中最靠近图像侧表面的厚度。
8.根据权利要求3所述的可变放大率光学系统，其中满足下述公式(3-1)：
5.5<f5/fG1<9.3…(3-1)，其中
fG1：第一透镜组的焦距，以及
f5：第一透镜组中的负弯月形透镜的焦距。
9.根据权利要求3所述的可变放大率光学系统，其中满足下述公式(1-2)：
1.1<d45/d5<1.4…(1-2)。
10.根据权利要求3所述的可变放大率光学系统，其中满足下述公式(2-2)：
0.06<d45/LG1<0.08…(2-2)，其中
LG1：光轴上从第一透镜组中最靠近物体侧表面到第一透镜组中最靠近图像侧表面的厚度。
11.根据权利要求3所述的可变放大率光学系统，其中满足下述公式(3-2)：
7.5<f5/fG1<8.5…(3-2)，其中
fG1：第一透镜组的焦距，以及
f5：第一透镜组中的负弯月形透镜的焦距。
12.根据权利要求1或2所述的可变放大率光学系统，
其中第一透镜组由从物体侧顺序地设置的第一透镜、负的第二透镜、由粘合在一起的负的第三透镜和正的第四透镜构成的粘合透镜、以及第五透镜构成，其中第一透镜是具有凹图像侧表面的负弯月形透镜，第二透镜具有凹图像侧表面，并且第二透镜的图像侧表面的曲率半径的绝对值小于第二透镜的物体侧表面的曲率半径的绝对值，第五透镜是具有凹物体侧表面的负弯月形透镜。
13.根据权利要求12所述的可变放大率光学系统，其中满足下述公式(4)：
0.8<(R3-R4)/(R3+R4)<1.5…(4)，其中
R3：第二透镜的物体侧表面的曲率半径，以及
R4：第二透镜的图像侧表面的曲率半径。
14.根据权利要求13所述的可变放大率光学系统，其中满足下述公式(4-1)：
0.9<(R3-R4)/(R3+R4)<1.2…(4-1)。
15.根据权利要求1或2所述的可变放大率光学系统，其中从广角端到摄远端的可变放大率大于或等于2.6倍。
16.根据权利要求1或2所述的可变放大率光学系统，其中第二透镜组中最靠近物体侧透镜是非球面透镜，并且整个系统中的所有其它透镜是球面透镜。
17.一种成像设备，包括：
根据权利要求1-16中任一项所述的可变放大率光学系统。
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