ES2320168T3 - Lente telefoto teleobjetivo antivibracion que tiene cinco grupos de lentes y enfoque trasero. - Google Patents
Lente telefoto teleobjetivo antivibracion que tiene cinco grupos de lentes y enfoque trasero. Download PDFInfo
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Abstract
Una lente de zumo teleobjetivo, que comprende: Una sección (G1-G4) de variación de potencia y un grupo final (G5) de objetivos dispuestos por este orden desde el lado de objeto; dicha sección (G1-G4) de variación de potencia incluye al menos dos grupos de lentes movibles que se puede mover en la dirección del eje óptico de los mismos para realizar el zum desde el extremo del gran angular al extremo de telefoto; dicha sección de variación de potencia (G1-G4) comprende un primer grupo (G1) de objetivos que tiene una potencia de refracción positiva, un segundo grupo (G2) de objetivos que tiene una potencia de refracción negativa, y un tercer grupo (G3) de objetivos que tiene una potencia de refracción positiva, dispuestos por orden desde el lado de objeto, y cuando el estado de posición de objetivo varía desde el extremo de gran angular hasta el extremo de telefoto, aumenta la distancia entre dicho primer grupo (G1) de objetivos y dicho segundo grupo (G2) de objetivos, mientras que disminuye la distancia entre dicho segundo grupo (G2) de objetivos y dicho tercer grupo (G3) de objetivos; dicha sección de variación de potencia (G1-G4) comprende además un cuarto grupo (G4) de objetivos dispuesto sobre el lado de imagen con respecto a dicho tercer grupo (G3) de objetivos y que tiene una potencia de refracción positiva, siendo desplazable dicho cuarto grupo (G4) de objetivos tras la variación del estado de posición de objetivo y tras enfocar a una corta distancia; estando dicho grupo final (G5) de objetivos fijado en la dirección del eje óptico con independencia del estado de posición de objetivo, cuyo grupo final (G5) de objetivos incluye tres subgrupos que incluyen un primer subgrupo (L51) que tiene una potencia de refracción negativa, un segundo subgrupo (L52, L53) que tiene una potencia de refracción positiva y un tercer subgrupo (L54) que tiene una potencia de refracción positiva, dispuestos por orden desde el lado de objeto; siendo desviable dicho segundo subgrupo (L52, L53) en una dirección sustancialmente perpendicular al eje óptico para desviar la imagen; satisfaciéndose las desigualdades 0, 2 < ft / fBt < 0, 8 (1) donde ft es la distancia focal de todo el teleobjetivo en el extremo de telefoto y fBt es la distancia focal de la totalidad de grupos de objetivos dispuestos sobre el lado de objeto con respecto a dicho tercer subgrupo (L54) en el extremo de telefoto.
Description
Lente telefoto teleobjetivo antivibración que
tiene cinco grupos de lentes y enfoque trasero.
Este invento se refiere a un novedoso aparato de
lente de zum (teleobjetivo) y toma de imágenes, y con un carácter
más particular a una lente de zum y a un aparato de toma de imágenes
adecuado para uso con una cámara tal como una cámara de vídeo o una
cámara digital de imagen fija en donde se use un dispositivo de
toma de imágenes para recibir luz para tomar una imagen.
Anteriormente se han usado para cámaras de vídeo
lentes de zum o teleobjetivos de diversos tipos de zum.
Una de dichas lentes de zum o teleobjetivos como
los mencionados anteriormente se describe, por ejemplo, en la
patente japonesa abierta a inspección pública Nº
2000-121938 (a la que de ahora en adelante se hará
referencia como Documento de patente 1). La lente de zum o
teleobjetivo descrito en el Documento de patente 1 adoptan una
configuración de cinco grupos que tienen grupos de lentes positivas,
negativas, positivas, positivas y negativas. En particular, la
lente de zum o teleobjetivo incluye un primer grupo de lentes que
tienen una potencia de refracción positiva, un segundo conjunto de
lentes que tienen una potencia de refracción negativa, un tercer
grupo de lentes que tienen una potencia de refracción positiva, un
cuarto grupo de lentes que tienen una potencia de refracción
positiva, y un quinto grupo de lentes que tienen una potencia de
refracción negativa, dispuestas por orden desde el lado del
objeto.
objeto.
En un sistema óptico que tenga una elevada
relación de zum o teleobjetivo, el ángulo del campo en un estado de
extremo de telefoto es estrecho, y por tanto, se produce una gran
borrosidad con una imagen, incluso por una pequeña sacudida de la
mano. Por tanto, una cámara de vídeo que en particular tenga una
elevada relación de zum o teleobjetivo variables incorpora un
sistema electrónico para la corrección de sacudidas de mano en el
que un intervalo de búsqueda de imagen de un dispositivo receptor de
luz se cambia de dirección con el fin de corregir una sacudida de
mano.
Adicionalmente, en épocas anteriores se ha
conocido un sistema óptico de corrección por sacudida de mano en el
que algún grupo de objetivos que es un componente de un sistema de
objetivos se desvía en una dirección sustancialmente perpendicular
al eje óptico del sistema de teleobjetivo para compensar por el
deterioro de las prestaciones ópticas que se produce cuando se
cambia la posición de una imagen.
El sistema óptico de corrección por sacudida de
mano puede funcionar como un sistema óptico de corrección por
sacudida de mano que incluye una combinación de un sistema de
detección para detectar una sacudida de una cámara causada por la
acción de una sacudida de mano tal como la que podría producirse,
por ejemplo, de un disparador del obturador, un sistema de control
para proveer una cantidad de corrección a la posición de la lente
de zum teleobjetivo basándose en una señal de salida del sistema de
detección, y un sistema de accionamiento para cambiar la dirección
de un teleobjetivo predeterminada basándose en una salida del
sistema de control.
Con el sistema óptico de corrección por sacudida
de mano anteriormente descrito, es posible cambiar la dirección de
una imagen mediante la desviación del teleobjetivo predeterminado
por medio del sistema de accionamiento, y la borrosidad de una
imagen causada por una sacudida de la cámara se puede corregir
mediante la desviación del teleobjetivo predeterminado por el
sistema de accionamiento.
Dicho sistema óptico de corrección por sacudida
de mano como el que se acaba de mencionar se describe, por ejemplo,
en la patente japonesa abierta a la inspección pública Nº
2002-244037 (a la que de ahora en adelante se hace
referencia como Documento de patente 2), patente japonesa abierta a
inspección pública Nº 2003-228001 (a la que de
ahora en adelante se hace referencia como Documento de patente 3) o
en la patente japonesa abierta a inspección pública Nº
2003-295057 (a la que de ahora en adelante se hace
referencia como Documento de patente 4). Otro ejemplo se describe
en la publicación de patente americana US2003053210.
En la lente de zum o teleobjetivo descrito en el
Documento de patente 2, un tercer grupo de objetivos dispuesto en
el lado de imagen de un tope de abertura incluye un subgrupo
negativo y un subgrupo positivo, y el subgrupo positivo de desvía
para cambiar la dirección de una imagen.
En la lente de zum o teleobjetivo descrito en el
Documento de patente 3, un tercer grupo de objetivos dispuesto en
el lado de imagen de un tope de abertura incluye un subgrupo
positivo y un subgrupo negativo, y el subgrupo positivo se desvía
para cambiar la dirección de una imagen.
En la lente de zum o teleobjetivo descrito en el
Documento de patente 4, la totalidad de un tercer grupo de
objetivos se desvía para cambiar la dirección de una imagen.
En los sistemas ópticos de corrección por
sacudida de mano antes descritos, una desviación de una imagen
causada por una sacudida de mano o por algo similar se corrige
basándose en un coeficiente de corrección por borrosidad de
imagen.
Cuando la distancia focal de la totalidad del
sistema de teleobjetivo se representa por f y el ángulo de sacudida
de mano se representa por \Theta, la cantidad de desviación de
imagen yb por una sacudida de mano se calcula con la fórmula
yb =
f.tan\Theta
La cantidad de desviación de objetivo SL
necesaria para corregir la cantidad yb de desviación de imagen viene
dada por
SL =
-f.tan\Theta/\beta
s
Donde \betas es el coeficiente de corrección
por borrosidad de imagen. Por tanto, cuando aumente el coeficiente
\betas de corrección por borrosidad de imagen, una sacudida de
mano se puede corregir con una cantidad menor SL de desviación de
teleobjetivo.
Sin embargo, cuando se cambia la dirección de
algún objetivo de la totalidad del tercer grupo de objetivos para
desviar una imagen como en la lente de zum o teleobjetivo descrito
en los Documentos de patente 2 y 4, el grupo de objetivos a desviar
(a un (grupo) de teleobjetivos que se desvía en una dirección
sustancialmente perpendicular al eje óptico al que de ahora en
adelante se hará referencia como "grupo de objetivos de
desviación") se posiciona en las proximidades del tope de
abertura. La disposición del grupo de objetivos de desviación da
lugar a un problema en el sentido de que existe una probabilidad de
que se produzca una interferencia de un mecanismo de accionamiento
para desviar el grupo de objetivos de desviación con un mecanismo
para accionar el tope de abertura o con un mecanismo para accionar
un grupo de objetivos que se puede desplazar en la dirección del
eje óptico tal como el segundo grupo de objetivos o el cuarto grupo
de objetivos. Esto complica la estructura de un alojamiento y
perturba la miniaturización de la lente de zum o teleobjetivo.
Con el fin de solucionar el problema
anteriormente mencionado de una interferencia del mecanismo de
accionamiento para desviar los objetivos de desviación con otros
mecanismos de accionamiento, etc., una idea posible es desviar
total o parcialmente un grupo final de objetivos que esté situado en
el punto más próximo al lado de imagen. En el grupo final de
objetivos, un flujo de luz se controla de manera que tenga una
variación comparativamente pequeña en altura de un flujo de luz
descentrado del eje con el fin de obtener una configuración
telecéntrica. Por tanto, cuando el grupo final de objetivos está
formado como un grupo de teleobjetivos de desviación, se dispone de
varias ventajas incluyendo una de que la variación de aberración por
la desviación del grupo de objetivos es pequeña.
Sin embargo, cuando el grupo final de objetivos
se desvía total o parcialmente, el factor de desviación del plano
de imagen tiene un valor tan elevado (que se describe con detalle
más adelante en la presente memoria) que la posición del plano de
imagen se desplaza en una gran amplitud en la dirección del eje
óptico por una cantidad muy pequeña de movimiento del grupo de
objetivos de desviación en la dirección del eje óptico tras la
desviación, y una imagen de objeto fotografiado es probable que se
convierta en una imagen desenfocada.
El movimiento del grupo de objetivos de
desviación se guía mediante un mecanismo de guiado mecánico, y si
el mecanismo de guiado no tiene cierto juego con respecto al grupo
de objetivos de desviación (cuadro que soporta al grupo de
teleobjetivos de desviación), entonces el movimiento del grupo de
objetivos de desviación es imposible. Por tanto, el aumento del
factor de desviación del plano de imagen conduce a que no se permita
ninguna sacudida pequeña del grupo de teleobjetivos de desviación
en la dirección del eje óptico. Ello hace que las tolerancias de
fabricación sean severas, aumenta el coste y, en ciertas
circunstancias, hace imposible la producción.
Se necesita que el presente invento facilite una
lente de zum o teleobjetivo y un aparato de toma de imagen en los
que se minimice el movimiento del plano de imagen tras la desviación
del teleobjetivo para la corrección por sacudidas de la mano.
Con el fin de satisfacer la necesidad antes
enunciada, de acuerdo con una realización del presente invento, se
provee una lente de zum o teleobjetivo que incluye una sección de
variación de potencia y un grupo final de objetivos dispuestos por
orden desde un lado de objeto, cuya sección de variación de potencia
comprende al menos dos grupos de objetivos desplazables que se
pueden desplazar en una dirección de un eje óptico del mismo para
variar un estado de posición de teleobjetivo desde un estado de
extremo de amplio ángulo hasta un estado de extremo de telefoto,
incluyendo la sección de variación de potencia un primer grupo de
objetivos que tiene una potencia de refracción positiva, un segundo
grupo de objetivos que tiene una potencia de refracción negativa y
un tercer grupo de objetivos que tiene una potencia de refracción
positiva, dispuestos por orden desde el lado de objeto, y cuando el
estado de posición de objetivo varía desde el estado de extremo de
amplio ángulo hasta el estado de extremo de telefoto, la distancia
entre el primer grupo de teleobjetivos y el segundo grupo de
objetivos aumenta, mientras que la distancia entre el segundo grupo
de objetivos y el tercer grupo de objetivos disminuye, cuya sección
de variación de potencia incluye además un cuarto grupo de objetivos
dispuesto sobre el lado de imagen con respecto al tercer grupo de
objetivos y que tiene una potencia de refracción positiva, siendo
desplazable el cuarto grupo de objetivos tras la variación del
estado de posición de objetivo y tras el enfoque en una distancia
corta, estando el grupo final de objetivos fijado en la dirección
del eje óptico independientemente del estado de posición de
objetivo, cuyo grupo final de objetivos se compone de tres
subgrupos que componen un primer subgrupo que tiene una potencia de
refracción negativa, un segundo grupo que tiene una potencia de
refracción positiva y un tercer subgrupo que tiene una potencia de
refracción positiva, dispuestos por orden desde el lado de objeto,
pudiéndose desviar el segundo subgrupo en una dirección
sustancialmente perpendicular al eje óptico para desviar una
imagen, cumpliéndose una expresión condicional (1) 0,2 <
ft/f\betat < 0,8 donde ft es la distancia focal de la totalidad
del sistema de objetivos en el estado de extremo de telefoto y
f\betat es la distancia focal de la totalidad de grupos de
objetivos dispuestos en el lado de objeto con respecto al tercer
subgrupo en el estado de extremo de telefoto.
En la lente de zum o teleobjetivo, la cantidad
de movimiento del plano de imagen con respecto a la cantidad de
desplazamiento del grupo de objetivos de desviación (segundo
subgrupo del grupo final de objetivos) cuando el grupo de
teleobjetivos de desviación se desvía en una dirección perpendicular
al eje óptico, es muy pequeña.
Con la lente de zum o teleobjetivo, cuando el
cuarto grupo de teleobjetivos se desplaza tras el enfoque a corta
distancia, la variación de la distancia focal sobre la totalidad del
sistema de objetivos y la variación del ángulo de campo son
pequeñas.
En particular, en la lente de zum o
teleobjetivo, el factor de desviación de plano de imagen se puede
suprimir mientras que el coeficiente de corrección por borrosidad
de imagen se puede aumentar. Cuando se aumenta el coeficiente de
corrección por borrosidad de imagen, una sacudida de mano se puede
corregir con una cantidad reducida de desviación del grupo de
objetivos de desviación. Por consiguiente, se puede seleccionar una
cantidad óptima de desviación con respecto a una borrosidad de
imagen, es decir, una cantidad de desviación cuyo control es fácil
al mismo tiempo que se puede prevenir un aumento en la escala de un
mecanismo para mover el grupo de objetivos de desviación. Además,
cuando el factor de desviación de plano de imagen se suprime por ser
bajo, la cantidad de movimiento del plano de imagen con respecto a
la cantidad de desplazamiento del grupo de teleobjetivos de
desviación en la dirección del eje óptico se puede suprimir como
pequeña.
Preferiblemente, se satisface una expresión
condicional (2) 0,4 < fc/ft < 0,9 donde fc es la distancia
focal del tercer subgrupo. Con la lente de zum o teleobjetivo, se
puede conseguir una mejora adicional de la calidad de fotografía
al mismo tiempo que se anticipa suficiente miniaturización.
Preferiblemente, se satisface una expresión
condicional (3) -0,5 < ft/fAt < -0,1 donde ft es la distancia
focal de la totalidad del sistema de teleobjetivos en el estado
final de telefoto y fAt es la distancia focal de la totalidad de
grupos de objetivos dispuestos en el lado de objeto con respecto al
segundo subgrupo en el estado final de telefoto. Con la lente de
zum o teleobjetivo, el coeficiente de corrección por borrosidad de
imagen se puede configurar a un valor más alto, al mismo tiempo que
el factor de desviación del plano de imagen se suprime como más
bajo.
Preferiblemente, la cara de entre las caras de
lentes del segundo subgrupo que esté colocada en el punto más
próximo al lado de objeto es una cara convexa, y se satisface una
expresión condicional (4) -0,1 < (RAI - RBO) / (RAI + RBO) <
0 donde RAI es el radio de curvatura de la cara de entre las caras
de lente del primer subgrupo que está colocada en el punto más
próximo al lado de imagen y RBO es el radio de curvatura de la cara
de entre las caras de lente del segundo subgrupo que está colocada
en el punto más próximo al lado de objeto. Con la lente de zum o
teleobjetivo, el coma que aparece tras la desviación de imagen se
puede corregir favorablemente para conseguir un perfeccionamiento
adicional de las características de funcionamiento.
Preferiblemente, se satisface una expresión
condicional (5) 0,05 < \varphie/\varphiw < 0,2 donde
\varphie es la potencia de refracción del grupo final de
teleobjetivos que es un número recíproco a la distancia focal y
\varphiw es la potencia de refracción de la totalidad del sistema
de teleobjetivos en el estado de ángulo amplio que es un número
recíproco a la distancia focal. Con la lente de zum o teleobjetivo,
se puede anticipar una reducción adicional de la máxima longitud de
lente y del máximo diámetro de lente.
La lente de zum o teleobjetivo se podría
configurar de tal manera que la lente de zum o teleobjetivo incluya
además un tope de abertura dispuesto en la proximidad del tercer
grupo de teleobjetivos. Con la lente de zum o teleobjetivo, se
puede anticipar una reducción adicional de la máxima longitud de
lente, y se puede corregir favorablemente la variación de la
aberración por descentramiento de eje tras la variación de
potencia.
De acuerdo con otra realización del presente
invento, se provee un aparato de toma de imágenes que incluye una
lente de zum o teleobjetivo de acuerdo con las características
anteriormente mencionadas, y un elemento de toma de imágenes para
convertir una imagen óptica formada por la lente de zum o
teleobjetivo en una señal eléctrica.
En el aparato de toma de imágenes, como incluye
la lente de zum o teleobjetivo del presente invento descrito
anteriormente, se puede realizar una corrección por sacudida de mano
al mismo tiempo que el aparato de toma de imágenes se fabrica en un
tamaño pequeño. Además, después de corregir por sacudida de mano, se
produce poco estado de desenfoque, y por consiguiente, se puede
obtener una imagen de alta calidad.
El aparato de toma de imágenes se podría
configurar de tal manera que la sección de variación de potencia
incluya un primer grupo de teleobjetivos que tenga una potencia de
refracción positiva, un segundo grupo de objetivos que tenga una
potencia de refracción negativa y un tercer grupo de objetivos que
tenga una potencia de refracción positiva, dispuestos por orden
desde el lado de objeto, y cuando el estado de posición de
teleobjetivo varíe desde el estado de extremo de gran angular hasta
el estado de extremo de telefoto, aumente la distancia entre el
primer grupo de objetivos y el segundo grupo de objetivos, al mismo
tiempo que disminuye la distancia entre el segundo grupo de
objetivos y el tercer grupo de objetivos, cuya lente de zum o
teleobjetivo incluye además un tope de abertura dispuesto en la
proximidad del tercer grupo de objetivos. Con el aparato de toma de
imágenes, se puede anticipar una reducción adicional de la máxima
longitud de lente, y se puede corregir favorablemente la aberración
por descentramiento de eje tras la variación de potencia.
Preferiblemente, el aparato de toma de imágenes
incluye además una sección de detección de sacudida de mano para
detectar una sacudida del elemento de toma de imágenes, una sección
de control de sacudida de mano para calcular un ángulo de
corrección por borrosidad para corregir una borrosidad de imagen
originada por la sacudida del elemento de toma de imágenes
detectada por la sección de detección de sacudida de mano y producir
una señal de accionamiento para situar el segundo subgrupo en una
posición basándose en el ángulo de corrección por borrosidad, y una
sección de accionamiento de sacudida de mano para recibir la señal
de accionamiento producida desde la sección de control de sacudida
de mano y desviar el segundo subgrupo en una dirección perpendicular
al eje óptico basándose en la señal de accionamiento recibida. Con
el aparato de toma de imágenes, se adquiere una imagen de alta
calidad cuya borrosidad causada por una sacudida del elemento de
toma de imágenes como consecuencia de una sacudida de mano o de un
movimiento similar se corrige, y cuyas diversas aberraciones se
corrigen favorablemente al mismo tiempo que la imagen se toma en
una condición bien enfocada.
Los anteriores y otros objetos, características
y ventajas del presente invento resultarán evidentes a partir de la
siguiente descripción y de las reivindicaciones que se adjuntan
como apéndice, tomadas conjuntamente con los dibujos adjuntos, en
los que las partes o elementos similares se han designado por
símbolos similares de referencia.
La Figura 1 es una vista esquemática que muestra
una configuración de una lente de zum o teleobjetivo a la que se
aplica el presente invento;
La Figura 2 es una vista diagramática que
ilustra la aberración esférica, el astigmatismo, la aberración
distorsional y el coma en un estado de extremo de gran angular de
la lente de zum o teleobjetivo de la Figura 1 de acuerdo con un
ejemplo 1 de valores numéricos en el que se han aplicado valores
numéricos particulares a la lente de zum o teleobjetivo;
La Figura 3 es una vista similar, pero que
ilustra la aberración esférica, el astigmatismo, la aberración
distorsional y el coma en un estado de distancia focal intermedia de
la lente de zum o teleobjetivo de la Figura 1 de acuerdo con el
ejemplo 1 de valores numéricos;
La Figura 4 es una vista similar, pero que
ilustra la aberración esférica, el astigmatismo, la aberración
distorsional y el coma en un estado de extremo de telefoto del
teleobjetivo de la Figura 1 de acuerdo con el ejemplo 1 de valores
numéricos;
La Figura 5 es una vista diagramática que
ilustra la aberración lateral en un estado de desviación de
teleobjetivo en 0,5 grados en un estado de extremo de gran angular
de la lente de zum o teleobjetivo de la Figura 1 de acuerdo con el
ejemplo 1 de valores numéricos;
La Figura 6 es una vista similar, pero
ilustrando la aberración lateral en un estado de desviación de
objetivo en 0,5 grados en un estado de distancia focal intermedia
de la lente de zum o teleobjetivo de la Figura 1 de acuerdo con el
ejemplo 1 de valores numéricos;
La Figura 7 es una vista similar, pero
ilustrando la aberración lateral en un estado de desviación de
teleobjetivo en 0,5 grados en un estado final de telefoto de la
lente de zum o teleobjetivo de la Figura 1 de acuerdo con el
ejemplo 1 de valores numéricos;
La Figura 8 es una vista esquemática que muestra
una configuración de otra lente de zum o teleobjetivo al que se
aplica el presente invento;
La Figura 9 es una vista diagramática que
ilustra la aberración esférica, el astigmatismo, la aberración
distorsional y el coma en un estado de gran angular de la lente de
zum o teleobjetivo de la Figura 8 de acuerdo con un ejemplo 2 con
valores numéricos en el que se han aplicado valores numéricos a la
lente de zum o teleobjetivo;
La Figura 10 es una vista similar, pero que
ilustra la aberración esférica, el astigmatismo, la aberración
distorsional y el coma en un estado de distancia focal intermedia de
la lente de zum o teleobjetivo de la Figura 8 de acuerdo con el
ejemplo 2 con valores numéricos;
La Figura 11 es una vista similar, pero que
ilustra la aberración esférica, el astigmatismo, la aberración
distorsional y el coma en un estado de extremo de telefoto de la
lente de zum o teleobjetivo de la Figura 8 de acuerdo con el
ejemplo 2 con valores numéricos;
La Figura 12 es una vista diagramática que
ilustra la aberración lateral en un estado de desviación de
teleobjetivo en 0,5 grados en un estado de extremo de gran angular
de la lente de lente de zum o teleobjetivo de la Figura 8 de
acuerdo con el ejemplo 2 con valores numéricos;
La Figura 13 es una vista similar, pero que
ilustra la aberración lateral en un estado de desviación de
teleobjetivo en 0,5 grados en un estado de distancia focal
intermedia de la lente de zum o teleobjetivo de la Figura 8 de
acuerdo con el ejemplo 2 con valores numéricos;
La Figura 14 es una vista similar, pero que
ilustra la aberración lateral en un estado de desviación de
teleobjetivo en 0,5 grados en un estado de extremo de telefoto de
la lente de zum o teleobjetivo de la Figura 8 de acuerdo con el
ejemplo 2 con valores numéricos;
La Figura 15 es una vista esquemática que
muestra una configuración de una lente de zum o teleobjetivo
adicional al que se ha aplicado el presente invento;
La Figura 16 es una vista diagramática que
ilustra la aberración esférica, el astigmatismo, la aberración
distorsional y el coma en un estado final de gran angular de la
lente de zum o teleobjetivo de la Figura 15 de acuerdo con un
ejemplo 3 con valores numéricos en el que se han aplicado valores
numéricos particulares a la lente de zum o teleobjetivo;
La Figura 17 es una vista similar, pero que
ilustra la aberración esférica, el astigmatismo, la aberración
distorsional y el coma en un estado de distancia focal intermedia
de la lente de zum o teleobjetivo de la Figura 15 de acuerdo con el
ejemplo 3 con valores numéricos;
La Figura 18 es una vista similar, pero que
ilustra la aberración esférica, el astigmatismo, la aberración
distorsional y el coma en un estado final de telefoto de la lente
de zum o teleobjetivo de la Figura 15 de acuerdo con el ejemplo 3
con valores numéricos;
La Figura 19 es una vista diagramática que
ilustra la aberración lateral en un estado de desviación de
objetivo en 0,5 grados en un estado final de gran angular de la
lente de zum o teleobjetivo de la Figura 15 de acuerdo con el
ejemplo 3 con valores numéricos;
La Figura 20 es una vista similar, pero que
ilustra la aberración lateral en un estado de desviación de
objetivo en 0,5 grados en un estado de distancia focal intermedia
de la lente de zum o teleobjetivo de la Figura 15 de acuerdo con el
ejemplo 3 con valores numéricos;
La Figura 21 es una vista similar, pero que
ilustra la aberración lateral en un estado de desviación de
teleobjetivo en 0,5 grados en un estado de extremo de telefoto de
la lente de zum o teleobjetivo de la Figura 15 de acuerdo con el
ejemplo 3 con valores numéricos;
La Figura 22 es un diagrama de bloques que
muestra un aparato de toma de imágenes al que se ha aplicado el
presente invento; y
La Figura 23 es un diagrama que ilustra una
relación entre un coeficiente de corrección por borrosidad y un
factor de desviación de plano de imagen.
\vskip1.000000\baselineskip
En lo que sigue, se describe una lente de zum o
teleobjetivo y un aparato de toma de imágenes al que se ha
aplicado el presente invento con referencia a los dibujos
adjuntos.
Una lente de zum o teleobjetivo de acuerdo con
el presente invento incluye una sección de variación de potencia
que incluye al menos dos grupos de objetivos desplazables y un grupo
final de objetivos dispuestos en el lado de imagen de la sección de
variación de potencia y fijados en la dirección del eje óptico. El
grupo final de objetivos incluye tres subgrupos que incluyen un
primer subgrupo que tiene una potencia de refracción negativa, un
segundo subgrupo que tiene una potencia de refracción positiva y un
tercer subgrupo que tiene una potencia de refracción positiva,
dispuestos por orden desde el lado de objeto. El segundo subgrupo se
puede desviar en una dirección sustancialmente perpendicular al
eje óptico para desviar una imagen. La lente de zum o teleobjetivo
que tiene la configuración descrita puede suprimir el factor de
desviación de plano de imagen y mejorar el coeficiente de
corrección por borrosidad.
En general, el coeficiente de corrección por
borrosidad es una relación entre una cantidad de desviación de
imagen y una cantidad de desviación de un grupo de teleobjetivos de
desviación en una dirección perpendicular al eje óptico. Por su
parte, el factor de desviación de plano de imagen es una relación
entre una cantidad de variación de la posición del plano de imagen
y una cantidad de desplazamiento cuando el grupo de objetivos de
desviación se desplaza en la dirección del eje óptico. En otras
palabras, el coeficiente de corrección por borrosidad indica una
sensibilidad en una dirección en el sentido de la altura de una
imagen y se refiere a un aumento lateral, y el factor de desviación
del plano de imagen indica una sensibilidad de una imagen en la
dirección del eje óptico y se refiere a un aumento longitudinal.
Particularmente en años recientes, junto con un
aumento en el número de píxeles y un aumento en el grado de
integración de los elementos receptores de luz, se ha hecho
necesario aumentar la precisión de posición en la dirección de un
eje óptico, y es necesario reducir el factor \betaz de desviación
del plano de imagen. Sin embargo, como una imagen se puede desviar
en una cantidad predeterminada mediante una cantidad menor de
movimiento cuando aumenta el coeficiente \betas de corrección por
borrosidad, el coeficiente \betas de corrección por borrosidad
debería configurarse a un valor más alto. No obstante, como el
coeficiente de corrección por borrosidad y el factor de desviación
de plano de imagen tienen una relación entre un aumento lateral y
un aumento longitudinal, con el fin de aumentar el coeficiente de
corrección por borrosidad y de reducir el factor de desviación de
plano de imagen, es necesario configurar apropiadamente la
disposición de los grupos de objetivos de desviación y el
aumento.
En primer lugar, se analizará un caso en el que
el grupo de teleobjetivos dispuestos en el punto más próximo al
lado de imagen está formado como un grupo de objetivos de
desviación.
Por ejemplo, si el grupo de objetivos dispuestos
en el punto más próximo al lado de imagen está formado como un
grupo de objetivos de desviación, entonces, cuando el aumento del
grupo de objetivos de desviación se representa por \betaB, el
coeficiente \betas de corrección por borrosidad y el factor
\betaz de desviación de plano de imagen se representan
respectivamente por
\beta s = 1 -
\beta
B
\beta z = 1 -
\beta
S2
La Figura 23 es un diagrama en el que el eje de
abscisas indica el aumento lateral \betaB del grupo de objetivos
de desviación y el eje de ordenadas indica el coeficiente \betas
por corrección de borrosidad y el factor \betaz de desviación de
plano de imagen. Cuando \betaB > 1, el grupo de objetivos de
desviación tiene una distancia focal negativa, y a medida que
\betaB aumenta, \betaz aumenta en proporción al cuadrado de
\betaB. Por consiguiente, se alcanza | \betaz | > |
\betas | y el factor de desviación de plano de imagen se hace
muy elevado. Cuando 1 > \betaB > 0, el grupo de objetivos
de desviación tiene una distancia focal positiva, y a medida que
\betaB se acerca a 0, \betaz se aproxima a 1 en proporción al
cuadrado de \betaB. Por consiguiente, se llega a \betaz >
\betas.
Nótese que, cuando 0 > \betaB, la potencia
de refracción del grupo de teleobjetivos de desviación \betaB
aumenta mucho en el sentido positivo y llega a ser difícil corregir
favorablemente diversas aberraciones que aparecen exclusivamente
con el grupo de objetivos de desviación. Por tanto, no se considera
el caso de 0 > \betaB.
Como se ha descrito anteriormente, cuando el
grupo de teleobjetivos de entre los grupos de teleobjetivos del
sistema óptico que está dispuesto en el punto más próximo al lado de
imagen se desvía para desviar una imagen, el factor de desviación
de plano de imagen es tan alto que se hace necesario mantener al
grupo de objetivos de desviación con un alto grado de precisión de
parada en la dirección del eje óptico. Como resultado, también con
el fin de desviar al grupo de objetivos de desviación en una
dirección perpendicular al eje óptico, llega a ser necesaria una
fuerza de empuje más intensa, lo que da lugar a una complicación y a
un aumento en el tamaño de la estructura.
En la lente de zum o teleobjetivo del presente
invento, el grupo final de objetivos incluye un primer subgrupo que
tiene una potencia de refracción negativa, un segundo subgrupo que
tiene una potencia de refracción positiva y un tercer subgrupo que
tiene una potencia de refracción positiva, dispuestos por orden
desde el lado de objeto, y el segundo subgrupo está formado como un
grupo de objetivos de desviación y desviado en una dirección
perpendicular al eje óptico, con lo que se suprime el factor
\betaz de desviación del plano de imagen al mismo tiempo que se
aumenta el coeficiente de corrección por borrosidad.
Cuando el aumento del segundo subgrupo, que es
grupo de objetivos de desviación, se representa por \betaB y el
aumento del tercer subgrupo se representa por \betaC, el
coeficiente \betas de corrección por borrosidad y el factor
\betaz de desviación del plano de imagen se representan
respectivamente por
\beta s = (1
- \beta B)\beta
C
\beta z = (1 -
\beta B^{2}) \beta
C^{2}
Como resultado, dado que el coeficiente \betas
de corrección por borrosidad y el factor \betaz de desviación de
plano de imagen se pueden calcular a partir de los dos aumentos
\betaB y \betaC, se pueden configurar más cerca de los
respectivos valores predeterminados independientemente uno del
otro.
En la lente de zum o teleobjetivo del presente
invento, es posible reducir el factor \betaz de desviación de
plano de imagen haciendo uso del hecho de que, cuando el aumento
\betaC del tercer subgrupo se configura con el fin de que
satisfaga la desigualdad 0 < \betaC < 1, \betaC tiene una
influencia por el cuadrado del mismo sobre el factor \betaz de
desviación de plano de imagen.
Aunque el factor \betaz de desviación de plano
de imagen se puede reducir con respecto al coeficiente \betas de
corrección por borrosidad si el aumento del tercer subgrupo se
configura más próximo a 0 según se ha descrito anteriormente, en
una configuración real de un sistema óptico, es necesario configurar
apropiadamente la posición de pupila de
salida.
salida.
Cuando el aumento lateral del tercer subgrupo se
aproxima a 0, si se fija la longitud total del objetivo, entonces
aumenta la potencia de refracción del tercer subgrupo. Dado que un
flujo luminoso descentrado del eje y un flujo luminoso principal
que pasen al tercer subgrupo llegan al elemento de toma de imágenes
de tal manera que el flujo luminoso descentrado del eje está
espaciado alejándose el eje óptico y el flujo luminoso principal se
aproxima al eje óptico, aparece un eclipse del flujo luminoso
mediante una agrupación de microobjetivos que resulta en una
insuficiencia de la cantidad de luz en partes periféricas de la
pantalla. En particular, En particular, una agrupación de
microobjetivos es una agrupación de elementos de microobjetivo muy
pequeños dispuestos inmediatamente por delante de elementos de
conversión fotoeléctrica de un dispositivo de toma de imágenes, con
el fin de introducir flujos luminosos que van a llegar a regiones
entre los elementos adyacentes de entre los elementos de conversión
fotoeléctrica a los elementos de conversión fotoeléctrica. Sin
embargo, si los ángulos definidos por un flujo luminoso principal
que llega a los elementos de conversión fotoeléctrica y al eje
óptico se hacen grandes, entonces los flujos luminosos descentrados
del eje que se dirigen a las partes periféricas de una pantalla
presentan ángulos grandes con respecto al eje óptico. Como
resultado, el flujo luminoso no llega a los elementos de conversión
fotoeléctrica en partes periféricas de la pantalla, resultando en
una insuficiencia de la cantidad de luz.
Por tanto, de acuerdo con la lente de zum o
teleobjetivo del presente invento, es necesario que se satisfaga
una expresión condicional (1)
(1)0,2 < ft
\ / \ f\beta t <
0,8
donde ft es la distancia focal de
todo el sistema de objetivos en el estado de extremo de telefoto, y
f\betat es la distancia focal de la totalidad de grupos de
objetivos dispuestos sobre el lado de objeto con respecto al tercer
subgrupo en el estado de extremo de
telefoto.
La expresión condicional anterior define el
aumento del tercer subgrupo.
La distancia focal ft de la totalidad del
sistema de teleobjetivos se puede calcular a partir del aumento
\betaC del tercer subgrupo de acuerdo con
ft = fBt \cdot
BC
Y mediante la transformación de esta expresión
se obtiene
\beta C = ft \
/ \
fBt
De acuerdo con lo anterior, la expresión
condicional (1) define el aumento del tercer subgrupo. Dicho de otro
modo, el aumento no se puede medir directamente, pero se puede
confirmar mediante la medida de ft y fBt anteriormente enunciados,
y, por tanto, el aumento no se representa a partir de un aumento,
sino indirectamente a partir de una distancia focal.
Si el aumento es mayor que el valor límite
superior de la expresión condicional (1), entonces, como el factor
de desviación de plano de imagen se hace excesivamente elevado, un
mecanismo para mantener el segundo subgrupo, que es un grupo de
objetivos de desviación tras la desviación, es complicado con el fin
de controlar una sacudida del segundo subgrupo en la dirección del
eje óptico.
Si el aumento disminuye por debajo del valor
límite inferior de la expresión condicional (1), entonces el
coeficiente de corrección por borrosidad se hace excesivamente
pequeño, y aumenta la cantidad de desviación del segundo subgrupo
necesaria para desviar la imagen en una cantidad predeterminada.
Esto da lugar a un aumento en la escala de un mecanismo para
accionar el segundo subgrupo.
En la lente de zum o teleobjetivo del presente
invento, con el fin de conseguir más miniaturización y un
perfeccionamiento adicional de las características de
funcionamiento, preferiblemente la distancia focal del tercer
subgrupo se configura de forma apropiada.
Si la distancia focal del tercer subgrupo
disminuye, entonces la distancia focal posterior disminuye, y se
puede conseguir la reducción de la longitud total del teleobjetivo.
Sin embargo, si, recíprocamente, un flujo luminoso descentrado del
eje que pase al tercer subgrupo se separa en el sentido de alejarse
del eje óptico, el coma que aparece en las partes periféricas de la
pantalla no se puede corregir mejor.
Por otra parte, si aumenta la distancia focal
del tercer subgrupo, entonces se produce un fenómeno inverso.
Por tanto, de acuerdo con la lente de zum o
teleobjetivo del presente invento, con el fin de conseguir una
miniaturización adicional y un perfeccionamiento adicional de las
características de funcionamiento, se satisface una expresión
condicional (2)
(2)0,4 < fc
\ / \ ft <
0,9
donde fc es la distancia focal del
tercer
subgrupo.
La expresión condicional (2) anterior define la
distancia focal del tercer subgrupo.
Si la relación fc/ft decrece por debajo del
valor límite inferior de la expresión condicional (2), entonces,
como la potencia de refracción del tercer subgrupo aumenta, un flujo
luminoso descentrado del eje que pase al tercer subgrupo se separa
alejándose del eje óptico. Por consiguiente, el coma que aparece en
las partes periféricas de la pantalla no se puede corregir
favorablemente, y no se puede anticipar un perfeccionamiento
suficiente de las características de funcionamiento.
Además, como el aumento del tercer subgrupo
disminuye, la distancia focal posterior se hace menor, y un flujo
luminoso principal llega al elemento de toma de imágenes de tal
manera que se aproxima al eje óptico. Por consiguiente, el ángulo
definido entre el flujo luminoso principal y el eje óptico se hace
grande, y es probable que se produzca una insuficiencia de la
cantidad de luz en partes periféricas de la pantalla.
Por otra parte, si la relación fc/ft aumenta por
encima del valor límite superior de la expresión condicional (2),
entonces, como la distancia focal posterior se hace mayor, no se
puede anticipar una miniaturización suficiente.
En cuanto al coeficiente de corrección por
borrosidad y al factor de desviación de plano de imagen, es posible
elevar el coeficiente de corrección por borrosidad y disminuir el
factor de desviación de plano de imagen mediante la configuración
apropiada del aumento del tercer subgrupo según se ha descrito
antes en la presente memoria. No obstante, es posible elevar más
el coeficiente de corrección por borrosidad y reducir más el
factor de desviación de plano de imagen mediante la configuración
apropiada del aumento lateral del segundo subgrupo
simultánea-
mente.
mente.
En particular, configurando el aumento lateral
\betaB del segundo subgrupo a \betaB < 0, (1 - \betaB)
requerido con el fin de calcular, el coeficiente \betas de
corrección por borrosidad se puede configurar en un valor más alto
que (1 - \betaB^{2}) que se requiere para calcular el factor
\betaz de desviación del plano de imagen.
En la lente de zum o teleobjetivo del presente
invento, para configurar el coeficiente de corrección de borrosidad
a un valor más alto mientras el factor de desviación del plano de
imagen se suprime a un valor más bajo. Con preferencia el aumento
lateral \betaB del segundo subgrupo se configura apropiadamente.
En particular, se satisface una expresión condicional (3)
(3)-0.5 < ft \
/ \ fAt <
-0.1
donde ft es la distancia focal de
todo el sistema de teleobjetivos en el estado de extremo de telefoto
y fAt es la distancia focal de la totalidad de grupos de
teleobjetivos dispuestos sobre el lado de objeto con respecto al
segundo subgrupo en el estado de extremo de
telefoto.
La expresión condicional (3) anterior define el
aumento lateral \betaB del segundo subgrupo.
Cuando la distancia focal fAt de la totalidad
del sistema de teleobjetivos dispuestos en el lado de objeto con
respecto al segundo subgrupo es fAt < 0, se satisface que
\betaB < 0 y cuando fAt aumenta en el sentido negativo,
también \betaB aumenta en el sentido negativo. Por consiguiente,
el coeficiente de corrección por borrosidad se puede configurar más
alto al mismo tiempo que el factor de desviación del plano de imagen
se suprime más bajo.
Cuando la relación ft/fAt disminuye por debajo
del límite inferior de la expresión condicional (3), un flujo
luminoso emitido desde el primer subgrupo se sitúa en un estado más
divergente. Por consiguiente, el flujo luminoso emitido del primer
subgrupo diverge con más intensidad, y un flujo luminoso descentrado
del eje que pase al segundo subgrupo se espacia alejándose del eje
óptico. Por tanto, el coma que aparece en las partes periféricas de
la pantalla aumenta extremadamente.
Por otra parte, si la relación ft/fAt aumenta
por encima del límite superior de la expresión condicional (3),
entonces un flujo luminoso emitido desde el prime subgrupo se
aproxima a luz paralela, y el coeficiente de corrección por
borrosidad disminuye y el factor de desviación de plano de imagen
aumenta. Esto contradice al punto principal del presente invento de
aumentar el coeficiente de corrección por borrosidad y disminuir el
factor de desviación del plano de imagen, y por tanto no es
preferible.
\newpage
En la lente de zum o teleobjetivo del presente
invento, con el fin de corregir favorablemente el coma que aparece
tras la desviación de imagen para conseguir una mejora adicional de
las características de funcionamiento, preferiblemente la cara de
entre las caras de teleobjetivo del segundo subgrupo que esté
dispuesta en un punto más próximo al lado de objeto es una cara
convexa, y se satisface una expresión condicional (4)
(4)-0,1 < (RAI
- RBO) \ / \ (RAI + RBO) <
0
donde RAI es el radio de curvatura
de una de las caras de lente del primer subgrupo que está situado en
el punto más próximo al lado de imagen, y RBO es el radio de
curvatura del objetivo del segundo subgrupo que está dispuesto en
el punto más próximo al lado de
objeto.
En la lente de zum o teleobjetivo del presente
invento, el segundo subgrupo tiene una potencia de refracción
positiva, y con el fin de lograr la reducción de la longitud total
de la lente de zum o teleobjetivo, preferiblemente la cara de lente
de entre las caras de lente del segundo subgrupo que está dispuesta
en el punto más próximo al lado de objeto es una cara convexa.
Entonces, configurando apropiadamente el espacio
de aire formado entre el primer subgrupo y el segundo subgrupo, se
puede suprimir la variación de coma que aparece en las partes
periféricas de la pantalla tras la desviación de imagen. En
particular, esencialmente se requiere configurar el radio de
curvatura de la cara de lente de entre las caras de lente del
primer subgrupo que esté dispuesta en el punto más próximo al lado
de imagen y el radio de curvatura de la cara de lente de entre las
caras de lente del segundo subgrupo que esté dispuesta en el punto
más próximo al lado de objeto para que estén cerca una de otra.
\cdot La expresión condicional (4) anterior
define, teniendo en cuenta lo dicho anteriormente, un intervalo
apropiado con respecto a la forma del espacio de aire constituido
entre el primer subgrupo y el segundo subgrupo.
\cdot Si la relación (RAI - RBO) / (RAI +
RBO) es mayor que el valor límite superior o es menor que el valor
límite inferior de la expresión condicional (4), entonces es
difícil corregir favorablemente la variación de coma que aparece en
partes periféricas de la pantalla tras la desviación de imagen, lo
cual dificulta una mejora adicional de las características de
funcionamiento.
Aunque la lente de zum o teleobjetivo del
presente invento incluye una sección de variación de potencia y un
grupo final de objetivos dispuestos en el lado de imagen de la
sección de variación de potencia, el grupo final de objetivos no es
diferente en el sentido de retirable de un objetivo de conversión
trasera. En particular, la sección de variación de potencia y el
grupo final de objetivos no están sujetos a corrección de aberración
de un modo independiente una del otro, sino que logran unas
características ópticas de funcionamiento predeterminadas solamente
en una condición combinada. De ese modo, mediante la configuración
apropiada de la potencia de refracción también del grupo final de
objetivos, se puede anticipar una reducción adicional de la longitud
total de la lente de zum o teleobjetivo y una reducción adicional
del diámetro de objetivo. En particular, preferiblemente se cumple
la expresión condicional (5)
(5)0,05 <
\varphi e \ / \ \varphi w <
0,2.
donde \varphie es la potencia de
refracción del primer grupo de objetivos que es un número recíproco
a la distancia focal, y \varphiw es la potencia de refracción de
la totalidad del sistema de objetivos en el estado de gran angular
que es un número recíproco a la distancia
focal.
La expresión condicional (5) define la potencia
de refracción del grupo final de objetivos.
Si la potencia de refracción del grupo final de
objetivos aumenta en el sentido negativo, entonces la posición de
pupila de salida de la totalidad del sistema de objetivos se
aproxima a la posición del plano de imagen, es decir, un flujo
luminoso principal va a la posición del plano de imagen de tal
manera que se separe alejándose del eje óptico. Por tanto, si la
relación \varphie/\varphiw disminuye por debajo del valor límite
inferior de la expresión condicional (5) y la potencia de
refracción del grupo final de objetivos aumenta en el sentido
negativo, es posible que se haga patente una caída de la cantidad de
luz en partes periféricas de la pantalla.
Por el contrario, cuando la potencia de
refracción del grupo final de objetivos aumenta en el sentido
positivo, un flujo luminoso principal va a la posición de plano de
imagen de tal manera que se aproxime al eje óptico. Por tanto, si
la relación \varphie/\varphiw aumenta por encima del valor
límite superior de la expresión condicional (5) y la potencia de
refracción del grupo final de objetivos aumenta en el sentido
positivo, entonces el diámetro de objetivo del grupo final de
objetivos se hace excesivamente grande. Por consiguiente, no se
puede anticipar suficiente miniaturización.
Preferiblemente, la lente de zum o teleobjetivo
del presente invento se configura de tal manera que su sección de
variación de potencia incluye un primer grupo de objetivos que
tienen una potencia de refracción positiva, un segundo grupo de
objetivos que tienen una potencia de refracción negativa, y un
tercer grupo de objetivos que tienen una potencia de refracción
positiva, dispuestos por orden desde el lado de objeto, y cuando el
estado de posición de objetivo varía desde el estado de extremo de
gran angular que tiene la distancia focal más corta hasta el estado
de extremo de telefoto que tiene la distancia focal más larga, la
distancia entre el primer grupo de objetivos y el segundo grupo de
objetivos aumenta, mientras que la distancia entre el segundo grupo
de objetivos y el tercer grupo de objetivos disminuye, incluyendo
además la lente de zum o teleobjetivo un tope de abertura dispuesto
en las proximidades del tercer grupo de objetivos.
Cuando el primer grupo de objetivos que tiene
una potencia de refracción positiva está dispuesto en el punto más
próximo al lado de objeto, se puede anticipar la reducción de la
longitud total de la lente de zum o teleobjetivo y la reducción del
diámetro del tope de abertura.
En un estado de extremo de gran angular, si se
aumenta la distancia entre el segundo grupo de objetivos y el tope
de abertura, entonces un flujo luminoso descentrado del eje que pasa
por el segundo grupo de objetivos pasa en una relación de
separación del eje óptico. Además, si la distancia entre el segundo
grupo de objetivos y el tope de abertura se disminuye cuando el
estado de posición de objetivo varía desde un estado de extremo de
gran angular hasta un estado de extremo de telefoto, entonces un
flujo luminoso descentrado del eje que pasa por el segundo grupo de
objetivos se aproxima al eje óptico. Como resultado, se puede
corregir favorablemente la variación de aberración descentrada del
eje que aparece tras la variación del estado de posición de objetivo
Además, en un estado de extremo de gran angular, mediante la
disposición del primer grupo de objetivos y del segundo grupo de
objetivos muy cerca uno del otro para impedir que un flujo luminoso
descentrado del eje que pasa al primer grupo de objetivos esté en
una relación de separación del eje óptico, se puede corregir
favorablemente la aberración descentrada del eje. Adicionalmente,
mediante el aumento de la distancia entre el primer grupo de
objetivos y el segundo grupo de objetivos hacia un estado de extremo
de telefoto, como un flujo luminoso descentrado del eje que pase al
primer grupo de objetivos se separa alejándose del eje óptico, se
puede corregir favorablemente la variación de la aberración
descentrada del eje haciendo uso de la variación de la altura.
En la lente de zum o teleobjetivo del presente
invento, preferiblemente la sección de variación de potencia
incluye un cuarto grupo de objetivos dispuesto en el lado de imagen
con respecto al tercer grupo de objetivos y que tiene una potencia
de refracción positiva, cuyo cuarto grupo de objetivos se puede
desplazar tras la variación del estado de posición de objetivo y
tras enfocar en una distancia corta.
Ello se debe a que, cuando el cuarto grupo de
objetivos se desplaza tras enfocar en una distancia corta, la
variación de la distancia focal de la totalidad del sistema de
objetivos es pequeña, y la variación del ángulo de campo es
pequeña.
Además, cuando el quinto grupo de objetivos, que
es el grupo final de objetivos, está dispuesto en el lado de
imagen del cuarto grupo de objetivos, se puede reducir el número de
objetivos del cuarto grupo de objetivos, que es un grupo de
objetivos móviles, para de ese modo reducir el peso. Por
consiguiente, se puede configurar fácilmente y en un tamaño pequeño
un mecanismo para el accionamiento del cuarto grupo de objetivos y,
de acuerdo con ello, se puede anticipar la miniaturización del
sistema de objetivos.
En la lente de zum o teleobjetivo del presente
invento, como se usa una lente esférica, se pueden implementar unas
elevadas prestaciones ópticas. En particular mediante la
introducción de una cara esférica en el grupo final de objetivos,
se puede anticipar una mejora adicional en las prestaciones
centrales. Además, cuando se usa una lente esférica para el segundo
grupo de objetivos, es posible también corregir favorablemente la
variación de coma que es causada por el ángulo de campo que aparece
en un estado de extremo de gran angular.
Naturalmente, se pueden conseguir unas
prestaciones ópticas más elevadas mediante la utilización de una
pluralidad de caras esféricas en un sistema óptico.
Naturalmente, es posible también disponer un
filtro de paso bajo en el lado de imagen del sistema de objetivos
para prevenir la aparición de franjas muaré o bien disponer un
filtro de corte de rayos infrarrojos en respuesta a una
característica de sensibilidad espectral del dispositivo de toma de
imágenes.
A continuación se describen lentes de zum o
teleobjetivos de varias realizaciones del presente invento y varios
ejemplos con valores numéricos en los que se han aplicado valores
numéricos particulares a las lentes de zum o teleobjetivos.
Nótese que, cuando se usa una cara esférica en
las lentes de zum o teleobjetivos de las realizaciones, la forma de
la cara esférica se representa por la expresión siguiente:
X = cy^{2} \
/ \ (1 + (1 - (1 + k)c^{2}y^{2})^{1/2}) + Ay^{4} + By^{6}
+....
Donde y es la altura desde el eje óptico, x la
cantidad de flecha, c la curvatura, k la constante cónica, y A, B,
....representan constantes esféricas.
La Figura 1 ilustra la configuración de una
lente de la lente de zum o teleobjetivo de acuerdo con la primera
realización del presente invento. Refiriéndose a esta Figura 1, la
lente de zum o teleobjetivo 1 incluye un primer grupo G1 de
objetivos que tiene una potencia de refracción positiva, un segundo
G2 de objetivos que tiene una potencia de refracción negativa, un
tercer grupo G3 de objetivos que tiene una potencia de refracción
positiva, un cuarto grupo G4 de objetivos que tiene una potencia de
refracción positiva, y un quinto grupo G5 de objetivos que tiene
una potencia de refracción positiva, dispuestos por orden desde el
lado de objeto. Tras la variación de potencia desde un estado de
extremo de gran angular hasta un estado de extremo de telefoto, el
segundo grupo G2 de objetivos se desplaza al lado de imagen de tal
manera que la separación de aire entre el primer grupo G1 de
objetivos y el segundo grupo G2 de objetivos aumenta, mientras que
la separación de aire entre el segundo grupo G2 de objetivos y el
tercer grupo G3 de objetivos disminuye. En este instante, el primer
grupo G1 de objetivos, el tercer grupo G3 de objetivos y el quinto
grupo G5 de objetivos se fijan en la dirección del eje óptico, y el
cuarto grupo G4 de objetivos se desplaza con el fin de corregir la
variación de la posición del plano de imagen causada por el
desplazamiento del segundo grupo G2 de objetivos. Además, tras
enfocar a una corta distancia, el cuarto grupo G4 de objetivos se
desplaza al lado de objeto. Nótese que existe un filtro de paso
bajo (en adelante LPF) entre el quinto grupo G5 de objetivos y un
plano de formación de imagen (en adelante IMG).
El primer grupo G1 de objetivos incluye una
lente cementada L11 de una lente negativa de una forma de menisco
que tiene una cara convexa dirigida al lado de objeto y una lente
positiva que tiene una cara convexa dirigida al lado de objeto, y
una lente positiva L12 que tiene una cara convexa dirigida al lado
de objeto. El segundo grupo G2 de objetivos incluye una lente
negativa L21 que tiene una cara cóncava dirigida al lado de imagen,
y una lente cementada L22 de una lente negativa de una forma
bicóncava y una lente positiva que tiene una cara convexa dirigida
al lado de objeto. El tercer grupo G3 de objetivos incluye una lente
biconvexa L31, y una lente negativa L32 que tiene una cara cóncava
dirigida al lado de objeto. El cuarto grupo G4 de objetivos incluye
una lente biconvexa L4 que tiene una cara esférica en el lado de
objeto. El quinto grupo G5 de objetivos incluye una lente bicóncava
L51 que tiene una cara esférica en el lado de imagen, una lente
biconvexa L52 que tiene caras esféricas en los lados opuestos de la
misma, una lente negativa L53 que tiene una cara cóncava dirigida
al lado de imagen, y una lente biconvexa L54.
En la lente de zum o teleobjetivo 1 de la
primera realización, los grupos primero a cuarto G1 a G4 de
objetivos forman una sección de variación de potencia, y un tope S
de abertura está dispuesto en el lado de objeto del tercer grupo G3
de objetivos y está fijado en la dirección del eje óptico con
independencia de la variación del estado de posición de objetivo.
Además, el quinto grupo G5 de objetivos es un grupo final de
objetivos, y la lente bicóncava funciona como un primer subgrupo;
la lente biconvexa L52 y la lente negativa L53 que tiene una cara
cóncava dirigida al lado de imagen funcionan como un segundo
subgrupo; y la lente biconvexa L54 funciona como un tercer
subgrupo. El segundo subgrupo se puede desviar en una dirección
perpendicular al eje óptico para desviar una imagen.
En la Tabla 1 que aparece a continuación se han
indicado valores numéricos de diversas dimensiones de un ejemplo 1
con valores numéricos que se han aplicado a la lente de zum o
teleobjetivo de la primera realización. En la Tabla 1 y en las
tablas que indican valores de diversas dimensiones de los otros
ejemplos con valores numéricos descritos a continuación en la
presente memoria, el número de cara indica la cara i-ésima
contada desde el lado de objeto; el radio de curvatura indica el
radio de curvatura de la cara i-ésima; la distancia de cara indica
la distancia de cara entre la cara i-ésima y la cara (i + 1); el
índice de refracción indica el índice de refracción del material de
vidrio que tiene la cara i-ésima en el lado de objeto con respecto a
la línea d (\lambda = 587,6 nm), y el número de Abbe indica el
número de Abbe del material de vidrio que tiene la cara i-ésima en
el lado de objeto con respecto a la línea d (\lambda = 587,6
nm
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
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(Tabla pasa a página
siguiente)
Cuando el estado de posición de objetivo varía
desde un estado de extremo de gran angular hasta un estado de
extremo de telefoto, la distancia D5 de cara entre el primer grupo
G1 de objetivos y el segundo grupo G2 de objetivos, la distancia
D10 de cara entre el segundo grupo G2 de objetivos y el tope S de
abertura, la distancia D15 de cara entre el tercer grupo G3 de
objetivos y el cuarto grupo G4 de objetivos y la distancia D17 de
cara entre el cuarto grupo G4 de objetivos y el quinto grupo G5 de
objetivos varían. Así, los valores de las distancias de cara en el
ejemplo 1 con valores numéricos en el estado final de gran angular,
en un estado de longitud focal intermedio entre el extremo de gran
angular y el extremo de telefoto, y en el estado de extremo de
telefoto se han indicado en la Tabla 2 a continuación junto con los
de la distancia focal f, número F de FNO, y ángulo de campo 2
\omega
Las caras 16ª, 19ª, 20ª y 21ª de la lente de zum
o teleobjetivo 1 están formadas cada una de una cara esférica, y en
la Tabla 3 a continuación se indican los coeficientes esféricos de
las caras esféricas del ejemplo 1 con valores numéricos. Nótese
que, en la Tabla 3 y en las tablas sucesivas en las que se indica un
coeficiente esférico, "E-i" es una expresión
exponencial en la que la base es 10, es decir, "10^{-i}", y,
por ejemplo, "0,12345E-05" representa
"0,12345 x 10^{-5}"
\vskip1.000000\baselineskip
Los valores correspondientes a las expresiones
condicionales del ejemplo 1 de valores numéricos se indican en la
Tabla 4 a continuación:
Las Figuras 2 A 4 ilustran diversas aberraciones
en un estado enfocado en el infinito en el ejemplo 1 de valores
numéricos. En particular, la Figura 2 muestra varias aberraciones en
un estado de extremo de gran angular (f = 1,000); la Figura 3
ilustra diversas aberraciones en un estado de distancia focal
intermedia (f = 4,086); y la Figura 4 ilustra diversas aberraciones
en un estado de extremo de telefoto (f= 9,071).
En los diagramas de aberraciones de las Figuras
2 a 4, una línea de trazo lleno en un diagrama de aberraciones
esféricas indica aberración esférica, y una línea de trazo lleno en
un diagrama de astigmatismo indica un plano de imagen sagital y una
línea de puntos indica un plano de imagen meridional. En un diagrama
de coma, A indica un semiángulo de campo, e y indica altura de
imagen.
Las Figuras 5 a 7 ilustran diagramas de
aberraciones laterales en un estado de desviación de objetivo
correspondiente a 0,5 grados en un estado enfocado al infinito del
ejemplo 1 de valores numéricos. En particular, la Figura 5 muestra
un diagrama de aberración lateral en un estado final de gran angular
(f = 1,000) de la lente de zum o teleobjetivo; la Figura 6 muestra
un diagrama de aberración lateral en un estado de distancia focal
intermedia (F= 4,086); y la Figura 7 presenta un diagrama de
aberración lateral en un estado final de telefoto (f= 9,071).
Aparentemente, se puede ver a partir de las
tablas y de los diagramas de aberraciones que el ejemplo 1 con
valores numéricos satisface las expresiones condicionales (1) a (5)
anteriores e indica aberraciones corregidas favorablemente, y por
tanto tiene una propiedad superior de formación de imágenes.
La Figura 8 ilustra una configuración de lente
de la lente de zum o teleobjetivo de acuerdo con la segunda
realización del presente invento. Refiriéndose a esta Figura, la
lente de zum o teleobjetivo 2 incluye un primer grupo G1 de
objetivos que tiene una potencia de refracción positiva, un segundo
grupo G2 de objetivos que tiene una potencia de refracción
negativa, un tercer grupo G3 de objetivos que tiene una potencia de
refracción positiva, un cuarto grupo G4 de objetivos que tiene una
potencia de refracción positiva, y un quinto grupo G5 de objetivos
que tiene una potencia de refracción positiva, dispuestos por orden
desde el lado de objeto. Tras la variación de potencia desde un
estado de extremo de gran angular hasta un estado de extremo de
telefoto, el segundo grupo G2 de objetivos se desplaza al lado de
imagen de tal manera que la separación de aire entre el primer
grupo G1 de objetivos y el segundo grupo G2 de objetivos aumenta,
mientras que la separación de aire entre el segundo grupo G2 de
objetivos y el tercer grupo G3 de objetivos disminuye. En este
instante, el primer grupo G1 de objetivos, el tercer grupo G3 de
objetivos y el quinto grupo G5 de objetivos se fijan en la
dirección del eje óptico, y el cuarto grupo G4 de objetivos se
desplaza con el fin de corregir la variación de la posición del
plano de imagen causada por el desplazamiento del segundo grupo G2
de objetivos. Además, tras enfocar a una corta distancia, el
cuarto grupo G4 de objetivos se desplaza al lado de objeto. Nótese
que existe un filtro de paso bajo (en adelante LPF) entre el quinto
grupo G5 de objetivos y un plano de formación de imagen (en adelante
IMG).
El primer grupo G1 de objetivos incluye una
lente cementada L11 de una lente negativa de una forma de menisco
que tiene una cara convexa dirigida al lado de objeto y una lente
positiva que tiene una cara convexa dirigida al lado de objeto, y
una lente positiva L12 que tiene una cara convexa dirigida al lado
de objeto. El segundo grupo G2 de objetivos incluye una lente
negativa L21 que tiene una cara cóncava dirigida al lado de imagen,
una lente negativa L22 de una forma bicóncava, y una lente cementada
L23 de una lente biconvexa que tiene una cara esférica sobre una
interfaz cementada de la misma y una lente bicóncava. El tercer
grupo G3 de objetivos incluye una lente cementada L3 de una lente
biconvexa y una lente bicóncava que tiene una cara esférica sobre
el lado de imagen. El cuarto grupo G4 de objetivos incluye una
lente biconvexa L4 que tiene una cara esférica en el lado de
objeto. El quinto grupo G5 de objetivos incluye una lente bicóncava
L51 que tiene una cara esférica en el lado de imagen, una lente
biconvexa L52, una lente negativa L53 que tiene una cara cóncava
dirigida al lado de imagen, y una lente biconvexa L54.
En la lente de zum o teleobjetivo 2 de la
segunda realización, los grupos primero a cuarto G1 a G4 de
objetivos forman una sección de variación de potencia, y un tope S
de abertura está dispuesto en el lado de objeto del tercer grupo G3
de objetivos y está fijado en la dirección del eje óptico con
independencia de la variación del estado de posición de objetivo.
Además, el quinto grupo G5 de objetivos es un grupo final de
objetivos, y la lente bicóncava funciona como un primer subgrupo;
la lente biconvexa L52 y la lente negativa L53 que tiene una cara
cóncava dirigida al lado de imagen funcionan como un segundo
subgrupo; y la lente biconvexa L54 funciona como un tercer
subgrupo. El segundo subgrupo se puede desviar en una dirección
perpendicular al eje óptico para desviar una imagen.
Los valores numéricos de diversas dimensiones de
un ejemplo 1 con valores numéricos, en el que se han aplicado
valores numéricos particulares a la lente de zum o teleobjetivo de
la segunda realización anteriormente descrita, se indican a
continuación en la Tabla 5.
\newpage
Cuando el estado de posición de objetivo varía
desde un estado de extremode gran angular hasta un estado de
extremo de telefoto, la distancia D5 de cara entre el primer grupo
G1 de objetivos y el segundo grupo G2 de objetivos, la distancia
D12 de cara entre el segundo grupo G2 de objetivos y el tope S de
abertura, la distancia D16 de cara entre el tercer grupo G3 de
objetivos y el cuarto grupo G4 de objetivos y la distancia D18 de
cara entre el cuarto grupo G4 de objetivos y el quinto grupo G5 de
objetivos varían. Así, los valores de las distancias de cara en el
ejemplo 2 con valores numéricos en el estado de extremo de gran
angular, en un estado de distancia focal intermedio entre el
extremo de gran angular y el extremo de telefoto, y en el estado de
extremo de telefoto se han indicado en la Tabla 6 a continuación
junto con los de la distancia focal f, número F de FNO, y ángulo de
campo 2 \omega
Las caras 11ª, 16ª, 17ª y 20ª del teleobjetivo 2
están formadas cada una de una cara esférica, y en la Tabla 7 a
continuación se indican los coeficientes esféricos de las caras
esféricas del ejemplo 2 con valores numéricos.
\vskip1.000000\baselineskip
En la Tabla 8 a continuación se han indicado los
valores correspondientes a las expresiones condicionales del
ejemplo 2 de valores numéricos.
Las Figuras 9 A 11 ilustran diversas
aberraciones en un estado enfocado en el infinito en el ejemplo 2 de
valores numéricos. En particular, la Figura 9 muestra varias
aberraciones en un estado de extremo de gran angular (f = 1,000);
la Figura 10 ilustra diversas aberraciones en un estado de distancia
focal intermedia (f = 2,064); y la Figura 11 ilustra diversas
aberraciones en un estado final de telefoto (f= 4,702).
En los diagramas de aberraciones de las Figuras
9 a 11, una línea de trazo lleno en un diagrama de aberraciones
esféricas indica aberración esférica, y una línea de trazo lleno en
un diagrama de astigmatismo indica un plano de imagen sagital y una
línea de puntos indica un plano de imagen meridional. En un diagrama
de coma, A indica un semiángulo de campo, e y indica altura de
imagen.
Las Figuras 12 a 14 ilustran diagramas de
aberraciones laterales en un estado de desviación de objetivo
correspondiente a 0,5 grados en un estado enfocado al infinito del
ejemplo 2 de valores numéricos. En particular, la Figura 12 muestra
un diagrama de aberración lateral en un estado de extremo de gran
angular (f = 1,000) de la lente de zum o teleobjetivo; la Figura 13
muestra un diagrama de aberración lateral en un estado de distancia
focal intermedia (f= 2,064); y la Figura 14 presenta un diagrama de
aberración lateral en un estado de extremo de telefoto (f=
4,702).
Aparentemente, se puede ver a partir de las
tablas y de los diagramas de aberraciones que el ejemplo 2 con
valores numéricos satisface las expresiones condicionales (1) a (5)
anteriores e indica aberraciones corregidas favorablemente, y por
tanto tiene una propiedad superior de formación de imágenes.
La Figura 15 ilustra una configuración de lente
de la lente de zum o teleobjetivo de acuerdo con la tercera
realización del presente invento. Refiriéndose a esta Figura, la
lente de zum o teleobjetivo 3 incluye un primer grupo G1 de
objetivos que tiene una potencia de refracción positiva, un segundo
grupo G2 de objetivos que tiene una potencia de refracción
negativa, un tercer grupo G3 de objetivos que tiene una potencia de
refracción positiva, un cuarto grupo G4 de objetivos que tiene una
potencia de refracción positiva, y un quinto grupo G5 de objetivos
que tiene una potencia de refracción positiva, dispuestos por orden
desde el lado de objeto. Tras la variación de potencia desde un
estado de extremo de gran angular hasta un estado de extremo de
telefoto, el segundo grupo G2 de objetivos se desplaza al lado de
imagen de tal manera que la separación de aire entre el primer
grupo G1 de objetivos y el segundo grupo G2 de objetivos aumenta,
mientras que la separación de aire entre el segundo grupo G2 de
objetivos y el tercer grupo G3 de objetivos disminuye. En este
instante, el primer grupo G1 de objetivos, el tercer grupo G3 de
objetivos y el quinto grupo G5 de objetivos se fijan en la
dirección del eje óptico, y el cuarto grupo G4 de objetivos se
desplaza con el fin de corregir la variación de la posición del
plano de imagen causada por el desplazamiento del segundo grupo G2
de objetivos. Además, tras enfocar a una corta distancia, el
cuarto grupo G4 de objetivos se desplaza al lado de objeto. Nótese
que existe un filtro de paso bajo (en adelante LPF) entre el quinto
grupo G5 de objetivos y un plano de formación de imagen (en
adelante IMG).
El primer grupo G1 de objetivos incluye una
lente cementada L11 de una lente negativa de una forma de menisco
que tiene una cara convexa dirigida al lado de objeto y una lente
positiva que tiene una cara convexa dirigida al lado de objeto, y
una lente positiva L12 que tiene una cara convexa dirigida al lado
de objeto. El segundo grupo G2 de objetivos incluye una lente
negativa L21 que tiene una cara cóncava dirigida al lado de imagen,
y una lente cementada L22 de una lente bicóncava y una lente
biconvexa. El tercer grupo G3 de objetivos incluye una lente
negativa L31 que tiene una cara cóncava formada como una cara
esférica dirigida al lado de objeto y una lente biconvexa L32. El
cuarto grupo G4 de objetivos incluye una lente biconvexa L4 que
tiene caras esféricas en los lados opuestos de la misma. El quinto
grupo G5 de objetivos incluye una lente bicóncava L51, una lente
positiva cementada L52 de una lente biconvexa que tiene una cara
esférica en el lado de objeto y una lente de menisco negativo que
tiene una cara convexa dirigida al lado de imagen, y una lente
biconvexa L53.
En la lente de zum o teleobjetivo 3 de la
tercera realización, los grupos primero a cuarto G1 a G4 de
objetivos forman una sección de variación de potencia, y un tope S
de abertura está dispuesto entre las lentes L31 y L32 en el tercer
grupo G3 de objetivos y está fijado en la dirección del eje óptico
con independencia de la variación del estado de posición de
objetivo. Además, el quinto grupo G5 de objetivos es un grupo final
de objetivos, y la lente bicóncava L51 funciona como un primer
subgrupo; la lente positiva cementada L52 funciona como un segundo
subgrupo; y la lente biconvexa L53 funciona como un tercer
subgrupo. El segundo subgrupo se puede desviar en una dirección
perpendicular al eje óptico para desviar una imagen.
Los valores numéricos de diversas dimensiones de
un ejemplo 3 con valores numéricos, en el que se han aplicado
valores numéricos particulares a la lente de zum o teleobjetivo de
la tercera realización anteriormente descrita, se indican a
continuación en la Tabla 9.
Cuando el estado de posición de objetivo varía
desde un estado de extremo de gran angular hasta un estado de
extremo de telefoto, la distancia D5 de cara entre el primer grupo
G1 de objetivos y el segundo grupo G2 de objetivos, la distancia
D10 de cara entre el segundo grupo G2 de objetivos y el tercer grupo
G3 de objetivos, la distancia D15 de cara entre el tercer grupo G3
de objetivos y el cuarto grupo G4 de objetivos y la distancia D17
de cara entre el cuarto grupo G4 de objetivos y el quinto grupo G5
de objetivos varían. Así, los valores de las distancias de cara en
el ejemplo 3 con valores numéricos en el estado de extremo de gran
angular, en un estado de distancia focal intermedio entre el
extremo de gran angular y el extremo de telefoto, y en el estado de
extremo de telefoto se han indicado en la Tabla 10 a continuación
junto con los de la distancia focal f, número F de FNO, y ángulo de
campo 2 \omega
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Las caras 11ª, 16ª, 17ª y 20ª de la lente de zum
o teleobjetivo 3 están formadas cada una de una cara esférica, y en
la Tabla 11 a continuación se indican los coeficientes esféricos de
las caras esféricas del ejemplo 3 con valores numéricos.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\newpage
En la Tabla 12 a continuación se indican los
valores correspondientes a las expresiones condicionales del
ejemplo 3 de valores numéricos:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Las Figuras 16 a 18 ilustran diversas
aberraciones en un estado enfocado en el infinito en el ejemplo 3 de
valores numéricos. En particular, la Figura 16 muestra varias
aberraciones en un estado de extremo de gran angular (f = 1,000);
la Figura 17 ilustra diversas aberraciones en un estado de distancia
focal intermedia (f = 2,600); y la Figura 18 ilustra diversas
aberraciones en un estado final de telefoto (f= 9,200).
En los diagramas de aberraciones de las Figuras
16 a 18, una línea de trazo lleno en un diagrama de aberraciones
esféricas indica aberración esférica, y una línea de trazo lleno en
un diagrama de astigmatismo indica un plano de imagen sagital y una
línea de puntos indica un plano de imagen meridional. En un diagrama
de coma, A indica un semiángulo de campo, e y indica altura de
imagen.
Las Figuras 19 a 21 ilustran diagramas de
aberraciones laterales en un estado de desviación de objetivo
correspondiente a 0,5 grados en un estado enfocado al infinito del
ejemplo 3 de valores numéricos. En particular, la Figura 19 muestra
un diagrama de aberración lateral en un estado de extremo de gran
angular (f = 1,000) de la lente de zum o teleobjetivo; la Figura 20
muestra un diagrama de aberración lateral en un estado de distancia
focal intermedia (f= 2,600); y la Figura 21 presenta un diagrama de
aberración lateral en un estado de extremo de telefoto (f=
9,200).
Aparentemente, se puede ver a partir de las
tablas y de los diagramas de aberraciones que el ejemplo 3 con
valores numéricos satisface las expresiones condicionales (1) a (5)
anteriores e indica aberraciones corregidas favorablemente, y por
tanto tiene una propiedad superior de formación de imágenes.
La Figura 22 muestra un aparato de toma de
imágenes al que se ha aplicado el presente invento.
Refiriéndose a la Figura 22, el aparato de toma
de imágenes mostrado se ha designado con el nº 10 e incluye una
lente de zum o teleobjetivo 20 y un dispositivo 30 de toma de
imágenes para convertir una imagen óptica formada por la lente de
zum o teleobjetivo 20 en una señal eléctrica. Nótese que el
dispositivo 30 de toma de imágenes podría estar formado a partir de
elementos de conversión fotoeléctrica tales como los dispositivos
de carga acoplada (en adelante CCD) o los dispositivos de
semiconductor complementario de óxido metálico (en adelante CMOS).
Mientras que, la lente de zum o teleobjetivo 20 podría formarse de
la lente de zum o teleobjetivo de acuerdo con el presente invento.
En la Figura 22, cada uno de los grupos de lentes de la lente de zum
o teleobjetivo 1 de acuerdo con la primera realización descrita
anteriormente en la presente memoria se ha mostrado en una
modalidad simplificada de una sola lente. Naturalmente, no sólo la
lente de zum o teleobjetivo 1 que responde a la primera
realización, sino también cualquiera de las lentes de zum o
teleobjetivos 2 y 3 de acuerdo con las realizaciones segunda y
tercera y las lentes de zum o teleobjetivos que responden al
presente invento que estén configurados en formas diferentes de las
realizaciones descritas en la presente solicitud se pueden usar
para la lente de zum o teleobjetivo 20.
Una señal eléctrica generada por el dispositivo
30 de toma de imágenes se alimenta a un circuito 40 de separación
de imagen. De ese modo, una señal para control de enfoque se envía
desde el circuito 40 de separación de imagen a un circuito de
control 50, y una señal de imagen se envía desde el circuito 40 de
separación de imagen a un circuito de tratamiento de imagen. La
señal enviada al circuito de tratamiento de imagen se transforma en
una señal de una forma adecuada para su tratamiento posterior para
que posteriormente a este tratamiento se someta a diversos procesos
tales como una presentación visual mediante un aparato de
presentación visual, una grabación en un medio de grabación, una
transferencia mediante una sección de comunicación, etc.
El circuito de control 40 recibe diversas
señales de operación desde el exterior, tales como una señal de
operación representativa de un accionamiento de un pulsador de lente
de zum o teleobjetivo, y realiza varios procesos en respuesta a las
señales de operación recibidas. Por ejemplo, si se introduce como
entrada una instrucción de un cambio rápido de plano desde el
pulsador de la lente de zum o teleobjetivo al circuito de control
50, entonces el circuito de control 50 controla los circuitos de
excitación 60 y 70 para accionar las secciones de excitación 61 y
71 con el fin de desplazar a los grupos segundo y cuarto G2 y G4 de
objetivos a posiciones de perspectiva predeterminadas para
establecer un estado de distancia focal basado en la mencionada
instrucción. La información de posición de los grupos segundo y
cuarto G2 y G4 de objetivos obtenida entonces de los detectores 62
y 72 se introduce como entrada al circuito de control 50 y a ellas
se referirá el circuito de control 50 cuando éste tenga que
entregar instrucciones de salida a los circuitos de excitación 60 y
70. Además, el circuito de control 50 comprueba el estado de
enfoque basándose en una señal recibida del circuito 40 de
separación de imagen y controla al circuito de excitación 70 para
accionar la sección de excitación 71 con el fin de controlar la
posición del cuarto grupo G4 de objetivos para que pueda obtenerse
un estado de enfoque óptimo.
El aparato 10 de toma de imágenes tiene una
función de corrección por sacudida de mano. Por ejemplo, si se
detecta una sacudida del dispositivo 30 de toma de imágenes causada,
por ejemplo, por la depresión del pulsador del disparador por parte
de una sección 80 detección de sacudida de mano que podría ser, por
ejemplo, un detector giroscópico, entonces una señal de la sección
80 de detección de sacudida de mano se introduce como entrada al
circuito de control 50. Consiguientemente, el circuito de control 50
calcula un ángulo de corrección de borrosidad para corregir la
borrosidad de la imagen por la sacudida del dispositivo 30 de toma
de imágenes. Con el fin de posicionar el segundo subgrupo B2 del
quinto grupo G5 de objetivos de tal manera que se base en el ángulo
calculado de corrección de borrosidad, el circuito de control 50
controla un circuito de excitación 90 para accionar una sección de
excitación 91 con el fin de desviar el segundo subgrupo B2 en una
dirección perpendicular al eje óptico. La posición del segundo
subgrupo B2 del quinto grupo G5 de objetivos es detectada por un
detector 92, y la información de posición del segundo subgrupo B2
obtenida por el detector 92 se introduce como entrada al circuito
de control 50 y a ella se refiere el circuito de control 50 cuando
este circuito trata de elaborar una señal de instrucción para el
circuito de excitación 90.
El aparato 10 de toma de imágenes descrito
anteriormente puede asumir diversas modalidades como un producto
particular. Por ejemplo, el aparato 10 de toma de imágenes se puede
aplicar ampliamente como cámaras digitales de imagen fija, cámaras
de vídeo digitales y secciones de cámara, etc., de aparatos de
entrada/salida digitales tales como los aparatos de teléfonos
portátiles en los que se incorpore una cámara o los asistentes
personales digitales (en adelante PDA) en los que se incorpore una
cámara.
Aunque se han descrito realizaciones preferidas
del presente invento usando términos específicos, dicha descripción
lo ha sido a título ilustrativo solamente, y se entenderá que
podrían realizarse cambios y variaciones sin apartarse del alcance
de las reivindicaciones siguientes.
Claims (8)
1. Una lente de zum o teleobjetivo, que
comprende:
- \quad
- Una sección (G1-G4) de variación de potencia y un grupo final (G5) de objetivos dispuestos por este orden desde el lado de objeto;
- \quad
- dicha sección (G1-G4) de variación de potencia incluye al menos dos grupos de lentes movibles que se puede mover en la dirección del eje óptico de los mismos para realizar el zum desde el extremo del gran angular al extremo de telefoto;
- \quad
- dicha sección de variación de potencia (G1-G4) comprende un primer grupo (G1) de objetivos que tiene una potencia de refracción positiva, un segundo grupo (G2) de objetivos que tiene una potencia de refracción negativa, y un tercer grupo (G3) de objetivos que tiene una potencia de refracción positiva, dispuestos por orden desde el lado de objeto, y cuando el estado de posición de objetivo varía desde el extremo de gran angular hasta el extremo de telefoto, aumenta la distancia entre dicho primer grupo (G1) de objetivos y dicho segundo grupo (G2) de objetivos, mientras que disminuye la distancia entre dicho segundo grupo (G2) de objetivos y dicho tercer grupo (G3) de objetivos;
- \quad
- dicha sección de variación de potencia (G1-G4) comprende además un cuarto grupo (G4) de objetivos dispuesto sobre el lado de imagen con respecto a dicho tercer grupo (G3) de objetivos y que tiene una potencia de refracción positiva, siendo desplazable dicho cuarto grupo (G4) de objetivos tras la variación del estado de posición de objetivo y tras enfocar a una corta distancia;
- \quad
- estando dicho grupo final (G5) de objetivos fijado en la dirección del eje óptico con independencia del estado de posición de objetivo, cuyo grupo final (G5) de objetivos incluye tres subgrupos que incluyen un primer subgrupo (L51) que tiene una potencia de refracción negativa, un segundo subgrupo (L52, L53) que tiene una potencia de refracción positiva y un tercer subgrupo (L54) que tiene una potencia de refracción positiva, dispuestos por orden desde el lado de objeto;
- \quad
- siendo desviable dicho segundo subgrupo (L52, L53) en una dirección sustancialmente perpendicular al eje óptico para desviar la imagen; satisfaciéndose las desigualdades
(1)0,2 < ft
\ / \ fBt <
0,8
- \quad
- donde ft es la distancia focal de todo el teleobjetivo en el extremo de telefoto y fBt es la distancia focal de la totalidad de grupos de objetivos dispuestos sobre el lado de objeto con respecto a dicho tercer subgrupo (L54) en el extremo de telefoto.
2. La lente de zum o teleobjetivo de acuerdo con
la reivindicación 1, en el que se satisface una expresión
condicional (2)
(2)0,4 < fc
\ / \ ft <
0,9
donde fc es la distancia focal de
dicho tercer subgrupo
(L54).
3. La lente de zum o teleobjetivo de acuerdo con
la reivindicación 1, en el que se satisface una expresión
condicional (3)
(3)-0,5 < ft \
/ \ fAt <
-0,1
donde ft es la distancia focal de
la totalidad del sistema de teleobjetivo en el estado de extremo de
telefoto y fAt es la distancia focal de la totalidad de grupos de
objetivos dispuestos en el lado de objeto con respecto a dicho
segundo subgrupo (L52, L53) en el estado de extremo de
telefoto.
4. La lente de zum o teleobjetivo de acuerdo con
la reivindicación 1, en el que la cara de entre las caras de lente
de dicho segundo subgrupo (L52, L53) que está dispuesta en el punto
más próximo al lado de objeto es una cara convexa, y se satisface
una expresión condicional (4)
(4)-0,1 < (RAI
- RBO) \ / \ (RAI + RBO) <
0
donde RAI es el radio de curvatura
de la cara de lente de entre las caras de lente de dicho primer
subgrupo (L54) que está dispuesta en el punto más próximo al lado
de imagen, y RBO es el radio de curvatura de la cara de lente de
entre las caras de lente de dicho segundo subgrupo (L52, L53) que
está dispuesta en el punto más próximo al lado de
objeto.
5. La lente de zum o teleobjetivo de acuerdo con
la reivindicación 1, en el que se satisface una expresión
condicional (5)
(5)0,05 <
\varphi e \ / \ \varphi w <
0,2
donde \varphie es la potencia de
refracción de dicho grupo final (G5) de objetivos que es un número
recíproco a la distancia focal y \varphiw es la potencia de
refracción de la totalidad del sistema de teleobjetivo en el estado
de gran angular que es un número recíproco a la distancia
focal.
6. La lente de zum o teleobjetivo de acuerdo
con la reivindicación 1, en el que dicha lente de zum o teleobjetivo
comprende además un tope (S) de abertura dispuesto en la proximidad
de dicho tercer grupo (G3) de objetivos.
7. Un aparato de toma de imágenes, que
comprende:
- \quad
- una lente de zum o teleobjetivo (20) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6; y
- \quad
- un elemento (30) de toma de imágenes para convertir una imagen óptica formada por dicho teleobjetivo (20) en una señal eléctrica.
8. El aparato de toma de imágenes de acuerdo con
la reivindicación 7, que comprende además:
- \quad
- una sección (80) de detección de sacudida de mano para detectar una sacudida de dicho elemento (30) de toma de imágenes;
- \quad
- una sección de control (50) de sacudida de manos para calcular un ángulo de corrección por borrosidad con el fin de corregir una borrosidad de imagen debida a la sacudida de dicho elemento (30) de toma de imágenes detectada por dicha sección (80) de detección de sacudida de mano y generar una señal de accionamiento para posicionar dicho segundo subgrupo (B2; L52, L53) en una posición basada en el ángulo de corrección por borrosidad; y
- \quad
- una sección (91) de accionamiento de sacudida de mano para recibir la señal de accionamiento generada desde dicha sección de control (50) de sacudida de mano y desviar a dicho segundo subgrupo (B2; L52, L53) en una dirección perpendicular al eje óptico basándose en la señal de accionamiento recibida.
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