CN2278227Y

CN2278227Y - 小型照相机变焦镜头

Info

Publication number: CN2278227Y
Application number: CN 96201153
Authority: CN
Inventors: 林洁予
Original assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Current assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Priority date: 1996-02-09
Filing date: 1996-02-09
Publication date: 1998-04-08
Anticipated expiration: 2006-02-09

Abstract

一种小型的照相机变焦镜头,由一具正屈光度特性之前群和一具有负屈光度特性之后群所组成,其前群系由三片透镜组成,其中最靠近物空间的透镜是一具有负曲光度且凹面朝物空间方向之负透镜,第二枚透镜是负透镜,第三枚透镜是正透镜。后群由物空间起算是由一正透镜及一负透镜组成,其中之正透镜是一凹向物空间之正新月型透镜,而负透镜是一凹向物空间之负新月型透镜,至少五枚镜片构成一小型照相变焦镜组,适用于小型35mm镜间快门相机所用的变焦镜头。

Description

小型照相机变焦镜头

本实用新型系关于一种小型变焦镜组，特别是一种小型35mm镜间快门相机(Lens Shutter Camera)所用的变焦镜头。

在先前之技艺中，用于照相机的变焦镜头设计，基本上可以分为二大类，第一类为反焦型(retrofocus type)，此型为二群镜片组合，其中第一群为负屈光度而第二群为正屈光度，利用改变两群间空气间隔而改变焦距，特点在使镜组后主面往后移，可增加后焦距的长度，因为有足够的空间容纳反射镜片，是以适合单眼相机使用，但此类镜头前群口径大，且全长很长，无法达到小型化之效果。

第二类为所谓的远摄型(telephoto)组合，此型为具有正屈光度的前群和具有负屈光度的后群组合而成的二群镜组，利用改变二群间的空气间隔来改变焦距，特点在于使镜头后主面往前移，可以得到较短的后焦长度，因为后焦短且全长短，所以可以小型化，其可应用于镜间快门相机中。

近年来，小型化是镜间快门相机一致追求的目标，本实用新型之目即在提供一小型的照相机变焦镜头，揭示一外径小、全长短且不需使用太多片数之镜片组，即可达到高变倍率(Zoom Ratio)，其成像品质极佳，且不会因变倍率之提高导致镜头长度增加之缺点，其适用于小型35mm镜间快门相机所使用。

本实用新型的技术方案是：一种小型照相机变焦镜头，由物空间至像空间，依序由一具有正屈光度特性之前群和一具有负屈光度之后群组成，前群和后群之间形成一距离可变的空气间隔，其特征在于：其中前群由二个负透镜和一个正透镜组成，后群则至少由一正透镜及一负透镜组成。

所述的小型照相机变焦镜头，其特征在于：该前群最靠近物空间的第一枚透镜为一负透镜，第二枚透镜亦为一负透镜，第三枚透镜为一正透镜。

所述的小型照相机变焦镜头，其特征在于：该前群最靠近物空间的透镜为一具负屈光度且凹向物空间的弯月型透镜。

所述的小型照相机变焦镜头，其特征在于：该后群包含一正透镜及一负透镜，其中正透镜是凹向物空间的正新月型透镜。

所述的小型照相机变焦镜头，其特征在于：该后群包含一正透镜及一负透镜，其中负透镜是一凹向物空间的负新月型透镜。

所述的小型照相机变焦镜头，其特征在于：该前群中至少含有一片非球面透镜。

所述的小型照相机变焦镜头，其特征在于：该后群中至少含有一片非球面透镜。

本实用新型适用于小型35mm镜间快门相机所用之镜头，其优点是整个变焦镜头仅需五枚透镜组成，而此组成之镜头构造，可以达到高变倍比(35-70)，小型化，且品质优良的效果。

以下将参阅附图作详细说明，其中：图式说明：

图1表示本实用新型变焦镜头之各镜片配置示意图；

图2表示本实用新型第一实施例之变焦镜头在广视角时之光路径示意图；

图2A表示本实用新型第一实施例在广视角时之纵向之球面像差；横轴为离焦量(mm)，纵轴为纵向球面像差；

图2B表示本实用新型第一实施例在广视角时之像散及场曲；横轴为离焦量(mm)，纵轴为像散及场曲角度；

图2C表示本实用新型第一实施例在广视角时之歪曲像差的曲线图；横轴为％歪曲像差，纵轴为歪曲像差角度；

图3表示本实用新型第一实施例的变焦镜头在中视角时的光路径示意图。

图3A表示本实用新型第一实施例在中视角时之纵向之球面像差；横轴为离焦量(mm)，纵轴为纵向球面像差；

图3B表示本实用新型第一实施例在中视角时之像散；横轴为离焦量(mm)，纵轴为像散及场曲角度；

图3C表示本实用新型第一实施例在中视角时之歪曲像差的曲线图；横轴为％歪曲像差，纵轴为歪曲像差角度；

图4表示本实用新型第一实施例之变焦镜头在望远时之光路径示意图；

图4A表示本实用新型第一实施例在望远时之纵向之球面像差；横轴为离焦量(mm)，纵轴为纵向球面像差；

图4B表示本实用新型第一实施例在望远时之像散；横轴为离焦量(mm)，纵轴为像散及场曲角度；

图4C表示本实用新型第一实施例在望远时之歪曲像差的曲线图；横轴为％歪曲像差，纵轴为歪曲像差角度；

图5表示本实用新型第二实施例之变焦镜头在广视角时之光路径示意图；

图5A表示本实用新型第二实施例在广视角时之纵向之球面像差；横轴为离焦量(mm)，纵轴为纵向球面像差；

图5B表示本实用新型第二实施例在广视角时之像散及场曲；横轴为离焦量(mm)，纵轴为像散及场曲角度；

图5C表示本实用新型第二实施例在广视角时之歪曲像差的曲线图；横轴为％歪曲像差，纵轴为歪曲像差角度；

图6表示本实用新型第二实施例之变焦镜头在中视角时之光路径示意图；

图6A表示本实用新型第二实施例在中视角时之纵向之球面像差；横轴为离焦量(mm)，纵轴为纵向球面像差；

图6B表示本实用新型第二实施例在中视角时之像散；横轴为离焦量(mm)，纵轴为像散及场曲角度；

图6C表示本实用新型第二实施例在中视角时之歪曲像差的曲线图；横轴为％歪曲像差，纵轴为歪曲像差角度；

图7表示本实用新型第二实施例之变焦镜头在望远时之光路径示意图；

图7A表示本实用新型第二实施例在望远时之纵向之球面像差；横轴为离焦量(mm)，纵轴为纵向球面像差；

图7B表示本实用新型第二实施例在望远时之像散；横轴为离焦量(mm)，纵轴为像散及场曲角度；

图7C表示本实用新型第二实施例在望远时之歪曲像差的曲线图。横轴为％歪曲像差，纵轴为歪曲像差角度；

参阅图1所示，其显示本实用新型之较佳实施例结构配置中，其变焦镜组是由五片透镜所组成。由图示所示之各镜片之组合配置关系图中可知，本实用新型中之变焦镜组，是包括由五片镜片1、2、3、4、5所组成的透镜系统，其透镜系统由物空间起算(即由图示所示之镜组之左侧端)，镜片1、2、3构成前群F，而镜片4、5则构成后群B，其中之前群F具有正屈光度之特性，而后群B具有负屈光度之特性。利用第一群和第二群间之间所形成的空气间隔的变化可改变此透镜系统之焦距。

本实用新型是由以上之至少五枚透镜镜片构成一小型照相变焦镜组，适用于小型35mm镜间快门相机所用之镜头。图1中所标示之各符号中，若由物空间起算，R1、R2为第一个透镜1之透镜面编号；R3、R4为第二个透镜2之透镜面编号；R5、R6为第三个透镜3之透镜面编号；R7、R8为第四个透镜4之透镜面编号；R9、R10为第五个透镜5之透镜面编号。

在前群中，其中最靠近物空间的第一枚透镜1是一具有负曲光度且凹面朝物空间方向之弯月型负透镜。第二枚透镜2是负透镜。第三枚透镜3是正透镜。

后群中，由物空间起算，第四枚透镜4为一正透镜，而第五枚透镜5为一负透镜，其中之第四枚透镜4是一凹向物空间之正新月型透镜，而第五枚透镜5是一凹向物空间的负新月型透镜。

以下系本实用新型之第一及第二实施例之说明。第一实施例

图2系表示如图1所示本实用新型第一实施例之透镜系统之变焦镜头在广视角时之光路径示意图，图2A、2B、2C则表示在此一使用状态时之像曲线图。其中图2A表示在广视角时之纵向之球面像差(longitudinal spherical aberration)；图2B表示像散(astigmatism)；图2C表示歪曲像差(distortion)的曲线图。

图3表示本实用新型第一实施例之变焦镜头在中视角时之光路径示意图，而图3A、3B、3C则表示其像曲线图，其中，图3A是表示其在中视角时之纵向之球面像差(longitudinal spherical aberration)；图3B表示其像散(astigmatism)；图3C表示歪曲像差(distortion)的曲线图。

图4表示本实用新型第一实施例之变焦镜头在望远时之光路径示意图，而图4A、4B、4C则表示其像曲线图。其中，图4A系表示在望远时纵向之球面像差

(longitudinal sphericalaberration)；图4B表示像散(astigmatism)；图4C表示歪曲像差(distortion)曲线图。

在本实用新型之较佳实施例中，其小型变焦镜头之前群中至少含有一片非球面透镜。而后群中亦至少含有一片非球面透镜。其实施例说明如后。

非球面在径向之方程式可表示为：

Z = \frac{{CY}^{2}}{1 + {[1 - (1 + K) C^{2} Y^{2}]}^{1 / 2}} + (A) Y^{4} + (B) Y^{6} + (C) Y^{8} + (D) Y^{10}

其中：Z 是凸陷量

C 是曲率(V＝1/r)

K 是二次曲线常数(Konic Constant)

Y 是光学面之径向高度

A 是4阶非球面系数

B 是6阶非球面系数

C 是8阶非球面系数

D 是10阶非球面系数

在以下所列示之实施例数据资料中，符号F代表变焦镜头之焦距；Di代表各透镜镜面与镜面之间的距离；Ni代表各透镜之折射率(refractive index)；而Vi代表各透镜之阿贝数(Abbe’s Number)。

F＝36.5-67 f/#＝5.6-7.41

Ri	Di	Ni Vi
Ri	Di	Ni Vi	R₁＝-18.3341	D₁＝1.4515	N₁＝1.7552 V₁＝27.5
R₂＝-45.4862	D₂＝2.9899		R₁＝-18.3341	D₁＝1.4515	N₁＝1.7552 V₁＝27.5
R₂＝-45.4862	D₂＝2.9899		R₃＝10.59608	D₃＝3.0	N₃＝1.585 V₃＝30.0
R₄＝9.2175	D₄＝0.674		R₃＝10.59608	D₃＝3.0	N₃＝1.585 V₃＝30.0
R₄＝9.2175	D₄＝0.674		R₅＝15.11561	D₅＝3.4	N₅＝1.491 V₅＝57.1
R₆＝-16.7952	D₆＝13.1242		R₅＝15.11561	D₅＝3.4	N₅＝1.491 V₅＝57.1
R₆＝-16.7952	D₆＝13.1242		R₇＝-62.8335	D₇＝3.446	N₇＝1.491 V₇＝57.1
R₈＝-18.47548	D₈＝3.5232		R₇＝-62.8335	D₇＝3.446	N₇＝1.491 V₇＝57.1
R₈＝-18.47548	D₈＝3.5232		R₉＝-11.2346	D₉＝1.4	N₉＝1.62299 V₉＝-58.2
R₁₀＝无穷大			R₉＝-11.2346	D₉＝1.4	N₉＝1.62299 V₉＝-58.2

其中之D₆为可变间距，其与焦点距离之关系如下：

焦点距离可变间隔	36.5	51.73	67
焦点距离可变间隔	36.5	51.73	67	D₆	13.1242	7.4559	3.7993
f/#	5.67	7.18	7.14	D₆	13.1242	7.4559	3.7993

而在此一实施例中，其中R3、R5、R8面之镜面乃为非球面镜面，其各镜面之非球面系数(参照非球面之径向方程式)如下：第3面非球面系数 A-4.00824E-5 B-5.17054E-7C

D-6.26103E-11 K-0.254308第5面非球面系数 A 2.14148E-5 B 5.83767E-7C

D-1.72681E-11 K-0.028111第8面非球面系数 A-5.71816E-6 B 4.30591E-7C

D 5.38013E-11 K 1.968217第二实施例

图五系表示本实用新型第二实施例之透镜系统之变焦镜头在广视角时之光路径示意图，图5A、5B、5C则表示在此一使用状态时之像曲线图。其中图5A表示在广视角时之纵向之球面像差(longitudinal spherical aberration)；图5B表示像散(astigmatism)；图5C表示歪曲像差(distortion)的曲线图。

图6表示本实用新型第二实施例之变焦镜头在中视角时之光路径示意图，而图6A、6B、6C则表示其像曲线图，其中，图6A是表示其在中视角时之纵向之球面像差(longitudinal spherical aberration)；图6B表示其像散(astigmatism)；图6C表示歪曲像差(distortion)的曲线图。

图7表示本实用新型第二实施例之变焦镜头在望远时之光路径示意图，而图7A、7B、7C则表示其像曲线图。其中，图7A是表示在望远时纵向之球面像差(longitudinal sphericalaberration)；图7B表示像散(astigmatism)；图7C表示歪曲像差(distortion)的曲线图。

在本实用新型此一实施例中，其小型变焦镜头之前群中至少含有一片非球面透镜。而后群中亦至少含有一片非球面透镜。其非球面在径向之方程式如第一实施例中所示者相同。

在以下所列示者乃为本实用新型第二实施例之数据资料，其符号F代表变焦镜头之焦距；Di代表各透镜镜面与镜面之间的距离；Ni代表各透镜之折射率(refractive index)；而Vi代表各透镜之阿贝数(Abbe’s Number)。

F＝36-67 f/#＝6.08-11.167

Ri	Di	Ni Vi
Ri	Di	Ni Vi	R₁＝-17.28965	D₁＝1.4	N₁＝1.7552 V₁＝27.5
R₂＝-60.33899	D₂＝3.01137		R₁＝-17.28965	D₁＝1.4	N₁＝1.7552 V₁＝27.5
R₂＝-60.33899	D₂＝3.01137		R₃＝9.06288	D₃＝3.0	N₃＝1.5855 V₃＝30.0
R₄＝7.90708	D₄＝0.468163		R₃＝9.06288	D₃＝3.0	N₃＝1.5855 V₃＝30.0
R₄＝7.90708	D₄＝0.468163		R₅＝10.94986	D₅＝3.330207	N₅＝1.491 V₅＝57.1
R₆＝-19.75281	D₆＝12.438381		R₅＝10.94986	D₅＝3.330207	N₅＝1.491 V₅＝57.1
R₆＝-19.75281	D₆＝12.438381		R₇＝-68.87535	D₇＝3.189951	N₇＝1.491 V₇＝57.1
R₈＝-17.8818	D₈＝3.285764		R₇＝-68.87535	D₇＝3.189951	N₇＝1.491 V₇＝57.1
R₈＝-17.8818	D₈＝3.285764		R₉＝-10.29119	D₉＝1.4	N₉＝1.62299 V₉＝58.2
R₁₀＝无穷大			R₉＝-10.29119	D₉＝1.4	N₉＝1.62299 V₉＝58.2

其中之D₆为可变间距，其与焦点距离之关系如下：

焦点距离可变间隔	36.5	47.1	67
焦点距离可变间隔	36.5	47.1	67	D₆	12.4384	8.0138	3.4885
f/#	6.08	7.85	11.1667	D₆	12.4384	8.0138	3.4885

在第二实施例中，其中R5、R8面之镜面乃为非球面镜面，其各镜面之非球面系数如下：第5面非球面系数 A-1.47693E-5 B-7.99892E-6

D-3.07359E-8 K-0.906256第8面非球面系数 A-5.3135E-6 B 3.64547E-7

D 9.54268E-11 K 2.407465

以上所揭示之本实用新型之变焦镜组，只使用了五片之镜片而构成本实用新型之变焦透镜系统，其具有外径小、全长短、透镜片数少之特性，在应用上特别适用于小型35mm镜间快门相机所使用。

Claims

1、一种小型照相机变焦镜头，由物空间至像空间，依序由一具有正屈光度特性之前群和一具有负屈光度之后群组成，前群和后群之间形成一距离可变的空气间隔，其特征在于：其中前群由二个负透镜和一个正透镜组成，后群则至少由一正透镜及一负透镜组成。

2、根据权利要求1所述的小型照相机变焦镜头，其特征在于：该前群最靠近物空间的第一枚透镜为一负透镜，第二枚透镜亦为一负透镜，第三枚透镜为一正透镜。

3、根据权利要求1所述的小型照相机变焦镜头，其特征在于：该前群最靠近物空间的透镜为一具负屈光度且凹向物空间的弯月型透镜。

4、根据权利要求1所述的小型照相机变焦镜头，其特征在于：该后群包含一正透镜及一负透镜，其中正透镜是凹向物空间的正新月型透镜。

5、根据权利要求1所述的小型照相机变焦镜头，其特征在于：该后群包含一正透镜及一负透镜，其中负透镜是一凹向物空间的负新月型透镜。

6、根据权利要求1所述的小型照相机变焦镜头，其特征在于：该前群中至少含有一片非球面透镜。

7、根据权利要求1所述的小型照相机变焦镜头，其特征在于：该后群中至少含有一片非球面透镜。