CN108713158A - 扩束透镜及摄像装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种球面像差及轴上色差小且插入时的整个系统的性能劣化小的扩束透镜及具备该扩束透镜的摄像装置。本发明的扩束透镜(EX)插拔自如地配置在主镜头(ML)的内部，通过插入来进行长焦距化而不改变成像位置，且从物体侧依次由正的第1透镜组(G1)及负的第2透镜组(G2)构成。第1透镜组(G1)从物体侧依次由1片以上的正透镜以及从物体侧依次接合正透镜、负透镜及正透镜这3片透镜而成的3片接合透镜(3CE)构成。满足与3片接合透镜(3CE)的负透镜的色散系数ν1n有关的条件式(1)：26＜ν1n＜40。

Description

扩束透镜及摄像装置

技术领域

本发明涉及一种通过插入到摄像用的主镜头的内部而使插入之后的整个镜头系统的焦距朝向比该主镜头的焦距更靠长焦距侧发生变化的扩束透镜及具备该扩束透镜的摄像装置。

背景技术

以往，在电影摄影机等领域中，使用了如下扩束透镜：插拔自如地配置在摄像用主镜头的内部，而使插入之后的整个镜头系统的焦距朝向比主镜头的焦距更靠长焦距侧发生变化。例如，在下述专利文献1及2中，公开了如下结构：将4组或5组结构的变倍光学系统设为主镜头，其中在变倍时固定的最靠像侧的透镜组的内部插入有扩束透镜。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-075646号公报

专利文献2：国际公开WO2013/031214号公报

发明内容

发明要解决的技术课题

在近年来的图像及影像的领域中，针对高画质化的要求被提高，从而对镜头系统也要求高性能化。然而，与近年来的要求等级相比，专利文献1中记载的扩束透镜的球面像差及轴上色差大，当插入到主镜头时整个镜头系统的性能劣化大。并且，为了充分响应近年来的要求等级，专利文献2中记载的扩束透镜也有待改进插入到主镜头时的整个镜头系统的轴上色差。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种具有不改变成像位置而使插入到主镜头的内部之后的整个镜头系统的焦距朝向比该主镜头的焦距更靠长焦距侧发生变化的作用的同时，球面像差及轴上色差小，且插入到主镜头时的性能劣化小的扩束透镜及具备该扩束透镜的摄像装置。

用于解决技术课题的手段

本发明的扩束透镜为插拔自如地配置在摄像用主镜头的内部，并在将成像位置保持为恒定的状态下使插入之后的整个镜头系统的焦距变得比主镜头的焦距长的扩束透镜，所述扩束透镜的特征在于，从物体侧依次由整体具有正屈光力的第1透镜组及整体具有负屈光力的第2透镜组构成，第1透镜组从物体侧依次由1片以上的正透镜以及从物体侧依次接合正透镜、负透镜及正透镜这3片透镜而成的3片接合透镜构成，满足下述条件式(1)。

26＜ν 1n＜40……(1)

其中，

ν 1n：构成3片接合透镜的负透镜的d线基准的色散系数

在本发明的扩束透镜中，优选满足下述条件式(2)、(3)、(6)～(8)、(1-1)～(3-1)及(6-1)～(8-1)中的至少一个。

25＜ν 1pa-ν 1n＜35……(2)

-5＜f1/f1n＜-2……(3)

1.9＜N1n＜2.05……(6)

0.55＜θ1n＜0.605……(7)

0.3＜N1n-N1pa＜0.5……(8)

28＜ν 1n＜35……(1-1)

25＜ν 1pa-ν 1n＜32……(2-1)

-3.5＜f1/f1n＜-2.7……(3-1)

1.95＜N1n＜2.05……(6-1)

0.57＜θ1n＜0.6……(7-1)

0.33＜N1n-N1pa＜0.45……(8-1)

其中，

ν 1pa：构成第1透镜组的正透镜的d线基准的色散系数的平均

ν 1n：构成3片接合透镜的负透镜的d线基准的色散系数

f1：第1透镜组的焦距

f1n：构成3片接合透镜的负透镜的焦距

N1n：构成3片接合透镜的负透镜相对于d线的折射率

θ1n：构成3片接合透镜的负透镜的g线与F线之间的部分色散比

N1pa：构成第1透镜组的正透镜相对于d线的折射率的平均

并且，在本发明的扩束透镜中，优选第2透镜组由1片以上的正透镜和1片以上的负透镜构成，当如此构成时，优选满足下述条件式(4)、(5)、(4-1)及(5-1)中的至少一个。

1.8＜N2a＜2.05……(4)

-0.1＜N2na-N2pa＜0……(5)

1.85＜N2a＜2.05……(4-1)

-0.06＜N2na-N2pa＜0……(5-1)

其中，

N2a：构成第2透镜组的透镜相对于d线的折射率的平均

N2na：在第2透镜组具有多个负透镜的情况下为构成第2透镜组的负透镜相对于d线的折射率的平均，在第2透镜组仅具有1片负透镜的情况下为该负透镜相对于d线的折射率

N2pa：在第2透镜组具有多个正透镜的情况下为构成第2透镜组的正透镜相对于d线的折射率的平均，在第2透镜组仅具有1片正透镜的情况下为该正透镜相对于d线的折射率

在本发明的扩束透镜中，也可以构成为配置在比第1透镜组的3片接合透镜更靠物体侧的第1透镜组的正透镜为2片以下。

在本发明的扩束透镜中，也可以构成为第2透镜组由2片透镜构成。当如此设定时，也可以构成为第2透镜组由接合负透镜及正透镜而成的接合透镜构成。

本发明的摄像装置具备本发明的扩束透镜。

另外，上述“由～构成”及“由～构成的”表示实质性的情况，除了作为构成要件所举出的构件以外，还可以包括实质上不具有光焦度的透镜、光圈和/或盖玻璃等透镜以外的光学要件、透镜凸缘、镜筒和/或手抖校正机构等机构部分等。

另外，上述“将成像位置保持为恒定的状态下”表示实质性的情况。例如，在主镜头的成像面配置成像元件而构成摄像装置的情况下，将该成像元件的像素间距设为p，将插入有扩束透镜的整个镜头系统的F值设为AFN时，能够使插入扩束透镜前后的成像位置的容许变化量在-4×p×AFN～+4×p×AFN的范围。

另外，关于上述透镜组的屈光力的符号、透镜的屈光力的符号及透镜的面形状，当包含非球面时，设为在近轴区域中考虑。并且，只要无特别说明，上述条件式均以d线(波长587.6nm)为基准。

另外，某一透镜的g线与F线之间的部分色散比θgF是指，将该透镜的g线(波长435.8nm)、F线(波长486.1nm)及C线(波长656.3nm)的折射率分别设为Ng、NF及NC时，以θgF＝(Ng-NF)/(NF-NC)来定义的值。

发明效果

根据本发明，在从物体侧依次由正的第1透镜组和负的第2透镜组构成的扩束透镜中，适当设定了第1透镜组所具有的透镜的结构，且以满足规定的条件式的方式进行了设定，因此能够提供一种具有不改变成像位置而使插入到主镜头的内部之后的整个镜头系统的焦距朝向比该主镜头的焦距更靠长焦距侧发生变化的作用的同时，球面像差及轴上色差小，且插入到主镜头时的性能劣化小的扩束透镜及具备该扩束透镜的摄像装置。

附图说明

图1为表示将本发明的一实施方式所涉及的扩束透镜插入到主镜头的状态的结构的剖视图。

图2为表示本发明的实施例1的扩束透镜的结构的剖视图。

图3为表示本发明的实施例2的扩束透镜的结构的剖视图。

图4为表示本发明的实施例3的扩束透镜的结构的剖视图。

图5为主镜头的各像差图，从左依次为球面像差图、像散图、畸变像差图及倍率色差图。

图6为将本发明的实施例1的扩束透镜插入到主镜头的状态的各像差图，从左依次为球面像差图、像散图、畸变像差图及倍率色差图。

图7为将本发明的实施例2的扩束透镜插入到主镜头的状态的各像差图，从左依次为球面像差图、像散图、畸变像差图及倍率色差图。

图8为将本发明的实施例3的扩束透镜插入到主镜头的状态的各像差图，从左依次为球面像差图、像散图、畸变像差图及倍率色差图。

图9为本发明的一实施方式所涉及的摄像装置的概略结构图。

具体实施方式

以下，参考附图对本发明的实施方式进行详细说明。本实施方式所涉及的扩束透镜EX插拔自如地配置在摄像用主镜头ML的内部，并在将成像位置保持为恒定的状态下，使插入之后的整个镜头系统(主镜头ML和扩束透镜EX的合成镜头系统)的焦距变得比主镜头ML的焦距长。即，插入该扩束透镜EX之前的主镜头ML单体的成像面的位置与插入扩束透镜EX之后的整个镜头系统的成像面Sim的位置一致，且焦距通过扩束透镜EX的插入而增大。

作为主镜头ML，例如，能够举出能够搭载于电影摄影机、广播用摄像机、摄像机、数码相机和/或监控摄像机等摄像装置的成像镜头。

图1为表示将本发明的一实施方式所涉及的扩束透镜EX插入到主镜头ML的内部的状态的结构的剖视图。图2为表示图1的扩束透镜EX的结构的剖视图。图2所示的例子的扩束透镜EX与后述的实施例1对应。在图1及图2中，图的左侧为物体侧，右侧为像侧。

图1中例示的主镜头ML为变焦镜头，从物体侧依次由聚焦透镜组F、调焦透镜组V、补偿透镜组C、光圈St、中继透镜前组RF及中继透镜后组RR构成。合成中继透镜前组RF和中继透镜后组RR而构成的中继透镜组具有成像作用。在变倍时，构成为聚焦透镜组F、中继透镜前组RF及中继透镜后组RR相对于成像面Sim固定，调焦透镜组V及补偿透镜组C改变光轴方向的相互间隔而移动。

图1的例子的中继透镜前组RF和中继透镜后组RR隔开规定的空气间隔而配置。在对焦于无限远物体的主镜头ML单体的状态下，构成为大致平行光在中继透镜前组RF和中继透镜后组RR的空间中穿过。通过将扩束透镜EX插拔自如地配置在这种中继透镜前组RF和中继透镜后组RR之间，容易在将成像位置保持为恒定的状态下，通过插入扩束透镜EX而放大焦距。

另外，在将镜头系统应用于摄像装置时，优选具备与摄像装置的规格相应的各种滤光片、棱镜和/或保护用盖玻璃。因此，在图1中示出了将设想成它们的入射面与出射面垂直于光轴Z的光学部件P配置在镜头系统与像面Sim之间的例子。但是，在本发明中光学部件P是能够省略的。

该扩束透镜EX沿着光轴Z从物体侧朝向像侧依次由整体具有正屈光力的第1透镜组G1及整体具有负屈光力的第2透镜组G2构成。通过如此构成，容易在插入扩束透镜EX前后不改变成像位置而使扩束透镜EX具有长焦距化的作用。

图2所示的例子中，第1透镜组G1是从物体侧依次配置有正的透镜L11、正的透镜L12、正的透镜L13、负的透镜L14及正的透镜L15的5片结构，第2透镜组G2是从物体侧依次配置有负的透镜L21及正的透镜L22的2片结构。其中，在本发明中，关于第1透镜组G1的透镜片数、第2透镜组G2的透镜片数和/或第2透镜组G2的负正透镜的排列顺序，能够采用与图2所示的例子不同的结构。

第1透镜组G1从物体侧依次由1片以上的正透镜和3片接合透镜3CE构成。该3片接合透镜3CE从物体侧依次接合正透镜、负透镜及正透镜这3片透镜而成。第1透镜组G1除了构成3片接合透镜3CE的正透镜以外还具有1片以上的正透镜，由此能够对第1透镜组G1赋予充分的正屈光力。

优选配置在比第1透镜组G1的3片接合透镜3CE更靠物体侧的第1透镜组G1的正透镜为2片以下。即，优选第1透镜组G1构成为从物体侧依次由1片或2片正透镜及上述3片接合透镜3CE构成。当如此设定时，能够防止扩束透镜EX的光轴方向的长度变得过长。扩束透镜EX因配置在主镜头ML的内部而在光轴方向的长度上存在限制，因此优选将透镜片数限定在该范围。

在3片接合透镜3CE中，与从物体侧依次接合正负透镜而成的2片接合透镜相比，通过设为从物体侧依次接合正负正透镜而成的接合透镜，能够减小成为接合透镜内的负透镜的像侧的面的接合面的曲率半径的绝对值，从而能够良好地校正比负透镜更靠物体侧的正透镜中产生的球面像差。并且，即使减小2个接合面中的至少一个接合面的物体侧和像侧的透镜的色散系数差，也能够校正1次色差，因此作为这些透镜的材料，能够选择部分色散比相近的材料，从而能够在抑制2次色差的产生的同时校正1次色差。通过在第1透镜组G1内校正第1透镜组G1的正透镜中产生的球面像差及轴上色差，在校正球面像差及轴上色差同时还能够校正倍率色差，因此在第1透镜组G1内配置3片接合透镜3CE是有利的。若假设欲在远离第1透镜组G1处校正第1透镜组G1的正透镜中产生的球面像差及轴上色差，则由于在轴上和轴外的校正作用不同而难以得到与上述相同的效果。

优选第2透镜组G2由1片以上的负透镜和1片以上的正透镜构成。通过如此构成，能够校正各像差，并且能够将通过第1透镜组G1会聚的光束恢复到平行的状态。在扩束透镜EX插入于如上所述的中继透镜组内的大致平行光的光路中的情况下，这种结构是有利的。

第2透镜组G2可以构成为由2片透镜构成。通过如此构成，能够防止扩束透镜EX的光轴方向的长度变得过长。当如此设定时，第2透镜组G2可以构成为由1片负透镜和1片正透镜构成。而且，第2透镜组G2可以构成为由接合负透镜及正透镜而成的接合透镜构成，当如此设定时，能够在提高负透镜和正透镜各自的屈光力的同时抑制5阶以上的高阶的球面像差的产生。

该扩束透镜EX构成为满足下述条件式(1)。

26＜ν 1n＜40……(1)

其中，

ν 1n：构成3片接合透镜的负透镜的d线基准的色散系数

通过设成不成为条件式(1)的下限以下，能够选择部分色散比小的材料，从而能够抑制2次色差的产生。通过设成不成为条件式(1)的上限以上，能够良好地校正1次色差。若要提高与条件式(1)相关的效果，则优选满足下述条件式(1-1)。

28＜ν 1n＜35……(1-1)

而且，优选满足下述条件式(2)。

25＜ν 1pa-ν 1n＜35……(2)

其中，

ν 1pa：构成第1透镜组的正透镜的d线基准的色散系数的平均

ν 1n：构成3片接合透镜的负透镜的d线基准的色散系数

通过设成不成为条件式(2)的下限以下，能够良好地校正1次色差。通过设成不成为条件式(2)的上限以上，能够对第1透镜组G1的正透镜和第1透镜组G1的负透镜选择部分色散比相近的材料，从而能够抑制2次色差的产生。若要在得到与条件式(2)的下限相关的效果的同时提高与上限相关的效果，则优选满足下述条件式(2-1)。

25＜ν 1pa-ν 1n＜32……(2-1)

并且，优选满足下述条件式(3)。

-5＜f1/f1n＜-2……(3)

其中，

f1：第1透镜组的焦距

f1n：构成3片接合透镜的负透镜的焦距

通过将第1透镜组G1的负透镜的屈光力与第1透镜组G1的屈光力之比容纳在条件式(3)的范围内，能够容易校正第1透镜组G1的正透镜中产生的球面像差。若要提高与条件式(3)相关的效果，则优选满足下述条件式(3-1)。

-3.5＜f1/f1n＜-2.7……(3-1)

在第2透镜组G2由1片以上的正透镜和1片以上的负透镜构成的情况下，优选满足下述条件式(4)。

1.8＜N2a＜2.05……(4)

其中，

N2a：构成第2透镜组的透镜相对于d线的折射率的平均

通过设成不成为条件式(4)的下限以下，能够在抑制扩束透镜EX的光轴方向的长度的同时抑制第1透镜组G1中产生的各像差，尤其能够抑制球面像差及像散。通过设成不成为条件式(4)的上限以上，容易选择适当的材料以能够确保正透镜的色散系数和负透镜的色散系数之差，从而有利于色差的校正。若要在得到与条件式(4)的上限相关的效果的同时提高与下限相关的效果，则优选满足下述条件式(4-1)。

1.85＜N2a＜2.05……(4-1)

并且，在第2透镜组G2由1片以上的正透镜和1片以上的负透镜构成的情况下，优选满足下述条件式(5)。

-0.1＜N2na-N2pa＜0……(5)

其中，

N2na：在第2透镜组具有多个负透镜的情况下为构成第2透镜组的负透镜相对于d线的折射率的平均，在第2透镜组仅具有1片负透镜的情况下为该负透镜相对于d线的折射率

N2pa：在第2透镜组具有多个正透镜的情况下为构成第2透镜组的正透镜相对于d线的折射率的平均，在第2透镜组仅具有1片正透镜的情况下为该正透镜相对于d线的折射率

通过设成不成为条件式(5)的下限以下，能够抑制像面弯曲的产生。通过设成不成为条件式(5)的上限以上，能够容易校正球面像差。若要在得到与条件式(5)的上限相关的效果的同时提高与下限相关的效果，则优选满足下述条件式(5-1)。

-0.06＜N2na-N2pa＜0……(5-1)

并且，优选满足下述条件式(6)。

1.9＜N1n＜2.05……(6)

其中，

N1n：构成3片接合透镜的负透镜相对于d线的折射率

通过设成不成为条件式(6)的下限以下，能够容易校正球面像差。通过设成不成为条件式(6)的上限以上，能够选择具有适当的部分色散比的材料，从而容易校正2次色差。若要在得到与条件式(6)的上限相关的效果的同时提高与下限相关的效果，则优选满足下述条件式(6-1)。

1.95＜N1n＜2.05……(6-1)

并且，优选满足下述条件式(7)。

0.55＜θ1n＜0.605……(7)

其中，

θ1n：构成3片接合透镜的负透镜的g线与F线之间的部分色散比

通过设成不成为条件式(7)的下限以下，能够选择适当的色散系数的材料，从而容易校正1次色差。通过设成不成为条件式(7)的上限以上，能够抑制2次色差的产生。若要提高与条件式(7)的上限相关的效果，则优选满足下述条件式(7-1)。

0.57＜θ1n＜0.6……(7-1)

并且，优选满足下述条件式(8)。

0.3＜N1n-N1pa＜0.5……(8)

其中，

N1n：构成3片接合透镜的负透镜相对于d线的折射率

N1pa：构成第1透镜组的正透镜相对于d线的折射率的平均

通过设成不成为条件式(8)的下限以下，容易校正像面弯曲。通过设成不成为条件式(8)的上限以上，能够使3片接合透镜3CE内的负透镜的折射率不会变得过高，并能够防止3片接合透镜3CE内的接合面的曲率半径的绝对值变得过大，因此容易校正球面像差。若要提高与条件式(8)相关的效果，则优选满足下述条件式(8-1)。

0.33＜N1n-N1pa＜0.45(8-1)

另外，上述优选的结构和/或可能的结构能够进行任意组合，优选根据所要求的规格适当选择性地采用。

接着，对主镜头ML的数值例及本发明的扩束透镜EX的数值实施例进行说明。

[主镜头]

在表1中示出图1的主镜头ML的基本透镜数据。在表1的Si栏中示出以将最靠物体侧的构成要件的物体侧的面设为第1个而随着向像侧依次增加的方式对构成要件的面标注面编号时的第i个(i＝1、2、3、……)面编号，在Ri栏中示出第i个面的曲率半径，在Di栏中示出第i个面与第i+1个面在光轴Z上的面间隔。在表1的Ndj栏中示出将最靠物体侧的构成要件设为第1个而随着向像侧依次增加的第j个(j＝1、2、3、……)构成要件的有关d线(波长587.6nm)的折射率，在ν dj栏中示出第j个构成要件的d线基准的色散系数，在θgFj栏中示出第j个构成要件的g线(波长435.8nm)与F线(波长486.1nm)之间的部分色散比。

在此，关于曲率半径的符号，将凸面朝向物体侧的面形状的情况设为正，将凸面朝向像侧的面形状的情况设为负。在表1中一并示出了光学部件P及光圈St，在相当于光圈St的面的面编号栏中与面编号一同记载有(St)这一术语。Di的最下栏的值是表中的最靠像侧的面与成像面Sim的间隔。在表1中，关于在变倍时发生变化的可变面间隔，使用DD[]这一记号，在[]中标注该间隔的物体侧的面编号并记入于Di栏中。

在表2中以d线基准示出图1的主镜头ML的变焦比Zr、整个系统的焦距f、F值FNo.、最大全视角2ω及可变面间隔。2ω栏的(°)表示单位为度。在表2中，将广角端状态的各值示于标记为WIDE的栏中，将长焦端的各值示于标记为TELE的栏中。表1及表2的值为对焦于无限远物体的状态的值。

在表1中，在非球面的面编号上标有*标记，在非球面的曲率半径栏中记载有近轴的曲率半径的数值。在表3中示出实施例1的非球面的非球面系数。表3的非球面系数的数值的“E-n”(n：整数)表示“×10^-n”。非球面系数为由下式所表示的非球面式中的各系数KA、Am(m＝3、4、5、……11)的值。

[数1]

其中，

Zd：非球面深度(从高度h的非球面上的点下垂至与非球面顶点相切的光轴垂直的平面的垂线的长度)；

h：高度(从光轴至透镜面为止的距离)；

C：近轴曲率；

KA、Am：非球面系数

各表的数据中，作为角度的单位使用度，作为长度的单位使用mm(毫米)，但光学系统既使放大或缩小比例也能够使用，因此也能够使用其他适当的单位。并且，在以下所示的各表中记载有以规定位数舍入的数值。

[表1]

主镜头

Si	Ri	Di	Ndj	ν dj	θgFj
						*1	634.83390	3.000	1.80100	34.97	0.58642
2	33.75712	17.000
						*3	124.11505	2.000	1.49700	81.54	0.53748
4	56.42767	16.000
						5	-72.37997	1.945	1.95375	32.32	0.59015
6	-203.08358	0.300
						7	136.36991	6.582	1.84666	23.78	0.61923
8	-278.75785	0.750
						9	-2214.28465	6.344	1.53775	74.70	0.53936
10	-94.01203	6.165
						11	114.90374	7.653	1.43875	94.66	0.53402
*12	-181.23707	4.135
						13	-76.79981	1.800	1.80100	34.97	0.58642
14	-125.81550	0.120
						15	185.21220	1.800	1.95375	32.32	0.59015
16	64.62698	16.603	1.43875	94.66	0.53402
						17	-57.45342	0.120
18	268.19846	7.675	1.43387	95.18	0.53733
						19	-89.92154	0.120
20	54.86266	4.510	1.72916	54.68	0.54451
						21	95.46056	DD[21]
22	39.34813	0.800	2.00100	29.13	0.59952
						23	15.52524	4.862
24	-33.35899	0.800	1.91082	35.25	0.58224
						25	79.25759	5.012	1.80518	25.42	0.61616
26	-15.83685	0.810	1.77250	49.60	0.55212
						27	73.32791	0.120
28	34.34982	5.742	1.69895	30.13	0.60298
						29	-17.37568	0.800	1.95375	32.32	0.59015
30	-74.61052	DD[30]
						31	-33.55731	0.810	1.72916	54.68	0.54451
32	59.29751	2.386	1.84661	23.88	0.62072
						33	-1461.61713	DD[33]
34(St)	∞	1.000
						*35	64.33975	5.728	1.80610	40.88	0.56889
36	-72.49509	0.120
						37	132.25836	5.132	1.51742	52.43	0.55649
38	-44.17611	1.000	1.95375	32.32	0.59015
						39	-232.64823	34.530
40	251.74948	3.389	1.84661	23.88	0.62072
						41	-69.00499	1.311
42	41.82568	6.077	1.58913	61.13	0.54067
						43	-51.65585	1.000	1.95375	32.32	0.59015
44	26.55522	1.636
						45	30.91083	9.581	1.53775	74.70	0.53936
46	-26.27377	1.000	1.95375	32.32	0.59015
						47	-89.88638	0.120
48	69.58120	5.697	1.48749	70.24	0.53007
						49	-35.77275	0.200
50	∞	1.000	1.51633	64.14	0.53531
						51	∞	4.940
52	∞	33.000	1.60859	46.44	0.56664
						53	∞	13.200	1.51633	64.05	0.53463
54	∞	5.882

[表2]

主镜头

	WIDE	TELE
			Zr	1.0	12.6
f	4.668	58.586
			FNo.	1.85	2.66
2ω(°)	105.2	10.8
			DD[21]	0.700	47.210
DD[30]	44.529	5.768
			DD[33]	9.498	1.749

[表3]

主镜头

面编号	1	3	12	35
					KA	1.0000000E+00	1.0000000E+00	1.0000000E+00	1.0000000E+00
A3	7.7331900E-08	1.2511589E-06	3.1471918E-07	7.5666665E-08
					A4	2.1574272E-06	-1.2362781E-06	9.9931720E-07	-2.9675868E-06
A5	6.8538000E-09	1.7200180E-07	6.2756751E-08	7.5246634E-08
					A6	-1.1993261E-09	-2.0836149E-08	-9.2537362E-09	-2.4769474E-08
A7	4.1083592E-11	1.4165625E-09	7.9132266E-10	4.8852246E-09
					A8	-1.3620966E-12	-5.5095567E-11	-4.1967354E-11	-5.4987517E-10
A9	2.9609313E-14	9.3002972E-13	1.3194435E-12	3.6613236E-11
					A10	-3.3115915E-16	7.0894937E-16	-2.2782601E-14	-1.3249378E-12
A11	1.5754046E-18	-1.3733415E-16	1.6628971E-16	1.9926583E-14

在图5中示出对焦于表1的主镜头ML的无限远物体的状态下的各像差图。在图5的标注有WIDE的上段，从左依次示出广角端的球面像差、像散、畸变像差(失真)及倍率色差(倍率的色差)，在标注有TELE的下段，从左依次示出长焦端的球面像差、像散、畸变像差及倍率色差。在球面像差图中，将关于d线(波长587.6nm)、C线(波长656.3nm)、F线(波长486.1nm)及g线(波长435.8nm)的像差分别以实线、长虚线、短虚线及灰色实线表示。在像散图中，以实线来表示弧矢方向的关于d线的像差，以短虚线来表示子午方向的关于d线的像差。在畸变像差图中，以实线来表示关于d线的像差。在倍率色差图中，将关于C线、F线及g线的像差分别以长虚线、短虚线及灰色实线来表示。球面像差图的FNo.表示F值，其他像差图的ω表示半视角。

[实施例1]

实施例1的扩束透镜EX的结构图示于图2中。实施例1的扩束透镜EX从物体侧依次由具有正屈光力的第1透镜组G1及具有负屈光力的第2透镜组G2构成。第1透镜组G1从物体侧依次由双凸形状的透镜L11、凸面朝向物体侧的正弯月形状的透镜L12、双凸形状的透镜L13、双凹形状的透镜L14及双凸形状的透镜L15构成。透镜L13～L15被接合而构成3片接合透镜3CE。第2透镜组G2从物体侧依次由双凹形状的透镜L21及凸面朝向物体侧的正弯月形状的透镜L22构成。透镜L21和透镜L22被接合。

在表4中示出实施例1的扩束透镜EX的基本透镜数据。表4中使用的记号和记载方法基本上与表1相同。其中，在表4中没有光学部件P及光圈St这一方面以及表4中Di的最下栏为空白栏这一方面与表1不同。该扩束透镜EX插拔自如地配置在表1的主镜头ML的39面与40面之间。将该扩束透镜EX插入到主镜头ML中时的、主镜头ML的39面与扩束透镜EX的最靠物体侧的面的空气间隔及扩束透镜EX的最靠像侧的面与主镜头ML的40面的空气间隔在表4的框外下方分别表示为“与主镜头的39面的空气间隔”及“与主镜头的40面的空气间隔”。

在表5中，作为将实施例1的扩束透镜EX插入到表1的39面与40面之间的整个系统的规格，以d线基准示出变焦比Zr、整个系统的焦距f、F值FNo.及最大全视角2ω。在此所说的整个系统为由主镜头ML、扩束透镜EX及光学部件P构成的系统。

[表4]

实施例1

Si	Ri	Di	Ndj	ν dj	θgFj
						1	29.63361	5.240	1.59282	68.62	0.54414
2	-688.89653	0.120
						3	38.53944	3.078	1.49700	81.54	0.53748
4	170.23123	0.497
						5	33.32860	4.497	1.71700	47.93	0.56062
6	-65.56211	0.912	2.00100	29.13	0.59952
						7	14.99199	5.721	1.57501	41.50	0.57672
8	-122.34044	1.797
						9	-71.03797	0.986	1.88300	40.76	0.56679
10	11.88983	2.810	1.89286	20.36	0.63944
						11	21.74188

与主镜头的39面的空气间隔 1.980

与主镜头的40面的空气间隔 6.892

[表5]

实施例1+主镜头

	WIDE	TELE
			Zr	1.0	12.6
f	9.048	113.554
			FNo.	3.60	5.16
2ω(°)	66.0	5.6

在图6中，示出将实施例1的扩束透镜EX插入到表1的39面与40面之间的整个系统的对焦于无限远物体的状态下的各像差图。图6中使用的记号和记载方法基本上与图5相同。

关于上述实施例1的与扩束透镜EX相关的图示方法、各数据的记号及记载方法等，若无特别说明，则对以下实施例的图示方法、各数据的记号及记载方法也相同，因此以下省略重复说明。

[实施例2]

在图3中示出实施例2的扩束透镜EX的结构图。实施例2的扩束透镜EX从物体侧依次由具有正屈光力的第1透镜组G1及具有负屈光力的第2透镜组G2构成。第1透镜组G1由透镜L11～L15构成，第2透镜组G2由透镜L21～L22构成。实施例2的所有透镜的凹凸形状及屈光力的符号以及被接合的透镜与实施例1相同。

在表6中示出实施例2的扩束透镜EX的基本透镜数据。在表7中，示出将实施例2的扩束透镜EX插入到表1的39面与40面之间插入的整个系统的规格，在图7中示出该整个系统的对焦于无限远物体的状态下的各像差图。

[表6]

实施例2

Si	Ri	Di	Ndj	ν dj	θgFj
						1	29.65264	5.263	1.59282	68.62	0.54414
2	-595.02706	0.120
						3	38.13813	3.298	1.49700	81.54	0.53748
4	159.77617	0.312
						5	33.33223	4.514	1.68440	57.28	0.54264
6	-64.65274	0.983	1.95375	32.32	0.59015
						7	14.44653	5.661	1.54798	48.84	0.56178
8	-137.43755	1.839
						9	-73.33010	1.037	1.88300	40.76	0.56679
10	12.37746	2.668	1.89286	20.36	0.63944
						11	22.30428

与主镜头的39面的空气间隔 1.980

与主镜头的40面的空气间隔 6.854

[表7]

实施例2+主镜头

	WIDE	TELE
			Zr	1.0	12.6
f	9.046	113.533
			FNo.	3.61	5.17
2ω(°)	66.2	5.6

[实施例3]

在图4中示出实施例3的扩束透镜EX的结构图。实施例3的扩束透镜EX从物体侧依次由具有正屈光力的第1透镜组G1及具有负屈光力的第2透镜组G2构成。第1透镜组G1从物体侧依次由双凸形状的透镜L11、双凸形状的透镜L12、双凹形状的透镜L13及双凸形状的透镜L14构成。透镜L12～L14被接合而构成3片接合透镜3CE。第2透镜组G2由透镜L21～L22构成。实施例3的第2透镜组G2的所有透镜的凹凸形状及屈光力的符号以及被接合的透镜与实施例1相同。

在表8中示出实施例3的扩束透镜EX的基本透镜数据。在表9中示出将实施例3的扩束透镜EX插入到表1的39面与40面之间的整个系统的规格，在图8中示出该整个系统的对焦于无限远物体的状态下的各像差图。

[表8]

实施例3

Si	Ri	Di	Ndj	ν dj	θgFj
						1	30.62443	5.857	1.49700	81.54	0.53748
2	-121.20457	1.968
						3	27.20020	5.653	1.91082	35.25	0.58224
4	-44.27496	0.800	2.00100	29.13	0.59952
						5	14.95763	5.038	1.58913	61.23	0.53979
6	-257.65224	2.626
						7	-72.33774	0.810	1.89800	34.00	0.58703
8	11.66987	2.747	1.95906	17.47	0.65993
						9	19.65546

与主镜头的39面的空气间隔 1.979

与主镜头的40面的空气间隔 7.051

[表9]

实施例3+主镜头

	WIDE	TELE
			Zr	1.0	12.6
f	9.047	113.539
			FNo.	3.62	5.17
2ω(°)	66.0	5.6

在表10中示出上述实施例1～3的扩束透镜EX的条件式(1)～(8)的对应值。表10所示的值除了条件式(7)的对应值以外以d线为基准。

[表10]

式编号		实施例1	实施例2	实施例3
					(1)	ν 1n	29.13	32.32	29.13
(2)	ν 1pa-ν 1n	30.77	31.75	30.21
					(3)	f1/f1n	-2.907	-2.942	-3.009
(4)	N2a	1.88793	1.88793	1.92853
					(5)	N2na-N2pa	-0.00986	-0.00986	-0.06106
(6)	N1n	2.00100	1.95375	2.00100
					(7)	θ1n	0.59952	0.59015	0.59952
(8)	N1n-N1pa	0.40554	0.37320	0.33535

接着，对本发明的实施方式所涉及的摄像装置进行说明。在图9中作为本发明的实施方式的摄像装置的一例示出使用了本发明的实施方式所涉及的扩束透镜EX的摄像装置10的概略结构图。作为摄像装置10，例如能够举出电影摄影机、广播用摄像机、数码相机、摄像机或监控摄像机等。

摄像装置10具备主镜头ML、插拔自如地配置在主镜头ML的内部的扩束透镜EX及配置在主镜头ML的像侧的滤光片2、配置在滤光片2的像侧的成像元件3、对来自成像元件3的输出信号进行运算处理的信号处理部4及控制镜头系统的变倍的变倍控制部5。另外，在图9中，示意地图示了扩束透镜EX与主镜头ML所具备的各透镜组。成像元件3为将光学像转换为电信号的构件，例如，能够使用CCD(电荷耦合器件(Charge Coupled Device))或CMOS(互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor))等。成像元件3以其成像面与主镜头ML的成像面对齐的方式配置。另外，在图9中仅图示了1个成像元件3，但本发明的摄像装置并不限定于此，也可以是具有3个成像元件的所谓3板方式的摄像装置。通过变倍控制部5而进行主镜头ML的变倍及扩束透镜EX的插拔。

以上，举出实施方式及实施例对本发明进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式及实施例，能够进行各种变形。例如，各透镜的曲率半径、面间隔、折射率、色散系数及部分色散比等并不限定于上述各数值实施例中示出的值，也可以采用其他值。并且，能够应用到本发明的主镜头并不限定于上述例，也可以是其他结构的变焦镜头、可变焦距镜头或定焦光学系统。

符号说明

2-滤光片，3-成像元件，3CE-3片接合透镜，4-信号处理部，5-变倍控制部，10-摄像装置，C-补偿透镜组，EX-扩束透镜，F-聚焦透镜组，G1-第1透镜组，G2-第2透镜组，L11～L15、L21、L22-透镜，ML-主镜头，P-光学部件，RF-中继透镜前组，RR-中继透镜后组，Sim-成像面，St-光圈，V-调焦透镜组，Z-光轴。

Claims (20)

1.一种扩束透镜，其插拔自如地配置在摄像用主镜头的内部，并在将成像位置保持为恒定的状态下使插入之后的整个镜头系统的焦距变得比所述主镜头的焦距长，所述扩束透镜的特征在于，

从物体侧依次由整体具有正屈光力的第1透镜组及整体具有负屈光力的第2透镜组构成，

所述第1透镜组从物体侧依次由1片以上的正透镜以及从物体侧依次接合正透镜、负透镜及正透镜这3片透镜而成的3片接合透镜构成，

所述扩束透镜满足下述条件式(1)：

26＜ν 1n＜40 (1)，

其中，

ν 1n：构成所述3片接合透镜的所述负透镜的d线基准的色散系数。

2.根据权利要求1所述的扩束透镜，其满足下述条件式(2)：

25＜ν 1pa-ν 1n＜35 (2)，

其中，

ν 1pa：构成所述第1透镜组的正透镜的d线基准的色散系数的平均值。

3.根据权利要求1或2所述的扩束透镜，其满足下述条件式(3)：

-5＜f1/f1n＜-2 (3)，

其中，

f1：所述第1透镜组的焦距；

f1n：构成所述3片接合透镜的所述负透镜的焦距。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的扩束透镜，其中，

所述第2透镜组由1片以上的正透镜和1片以上的负透镜构成，

所述扩束透镜满足下述条件式(4)：

1.8＜N2a＜2.05 (4)，

其中，

N2a：构成所述第2透镜组的透镜相对于d线的折射率的平均值。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的扩束透镜，其中，

所述第2透镜组由1片以上的负透镜和1片以上的正透镜构成，

所述扩束透镜满足下述条件式(5)：

-0.1＜N2na-N2pa＜0 (5)，

其中，

N2na：在所述第2透镜组具有多个负透镜的情况下为构成所述第2透镜组的负透镜相对于d线的折射率的平均值，在所述第2透镜组仅具有1片负透镜的情况下为该负透镜相对于d线的折射率；

N2pa：在所述第2透镜组具有多个正透镜的情况下为构成所述第2透镜组的正透镜相对于d线的折射率的平均值，在所述第2透镜组仅具有1片正透镜的情况下为该正透镜相对于d线的折射率。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的扩束透镜，其满足下述条件式(6)：

1.9＜N1n＜2.05 (6)，

其中，

N1n：构成所述3片接合透镜的所述负透镜相对于d线的折射率。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的扩束透镜，其满足下述条件式(7)：

0.55＜θ1n＜0.605 (7)，

其中，

θ1n：构成所述3片接合透镜的所述负透镜的g线与F线之间的部分色散比。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的扩束透镜，其满足下述条件式(8)：

0.3＜N1n-N1pa＜0.5 (8)，

其中，

N1n：构成所述3片接合透镜的所述负透镜相对于d线的折射率；

N1pa：构成所述第1透镜组的正透镜相对于d线的折射率的平均值。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的扩束透镜，其中，

配置在比所述3片接合透镜更靠物体侧的所述第1透镜组的正透镜为2片以下。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的扩束透镜，其中，

所述第2透镜组由2片透镜构成。

11.根据权利要求10所述的扩束透镜，其中，

所述第2透镜组由接合负透镜及正透镜而成的接合透镜构成。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的扩束透镜，其满足下述条件式(1-1)：

28＜ν 1n＜35 (1-1)。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的扩束透镜，其满足下述条件式(2-1)：

25＜ν 1pa-ν 1n＜32 (2-1)。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的扩束透镜，其满足下述条件式(3-1)：

-3.5＜f1/f1n＜-2.7 (3-1)。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的扩束透镜，其满足下述条件式(4-1)：

1.85＜N2a＜2.05 (4-1)。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的扩束透镜，其满足下述条件式(5-1)：

-0.06＜N2na-N2pa＜0 (5-1)。

17.根据权利要求1至16中任一项所述的扩束透镜，其满足下述条件式(6-1)：

1.95＜N1n＜2.05 (6-1)。

18.根据权利要求1至17中任一项所述的扩束透镜，其满足下述条件式(7-1)：

0.57＜θ1n＜0.6 (7-1)。

19.根据权利要求1至18中任一项所述的扩束透镜，其满足下述条件式(8-1)：

0.33＜N1n-N1pa＜0.45 (8-1)。

20.一种摄像装置，其具备权利要求1至19中任一项所述的扩束透镜。