一種大口徑透鏡系統的制作方法
【專利摘要】本發明的目的在于得到一種明亮的大口徑透鏡系統，其光圈F值（口徑比）約為1.8，且透鏡片數少，還能夠通過較佳地校正慧差、像散、光軸上的球面像差而獲得良好的光學性能。本發明的大口徑透鏡系統，其從物側起依次包括：前透鏡組，其具有正屈光度；光圈；以及后透鏡組，其具有正屈光度，其中，前透鏡組從物側起依次包括：第一透鏡，其具有正屈光度；第二透鏡，其具有正屈光度；以及第三透鏡，其具有負屈光度，而后透鏡組從物側起依次包括：第四透鏡，其具有負屈光度；第五透鏡，其具有正屈光度，以及第六透鏡，其具有正屈光度，并且所述大口徑透鏡系統還滿足下述條件式（1）及（2），（1）1.03＜L2f／f＜1.83（2）0.3＜（r5-r4）／（r5+r4）＜0.8其中，L2f：第二透鏡的焦距，f：整個系統的焦距，r4：第二透鏡像側面的曲率半徑，r5：第三透鏡物側面的曲率半徑。
【專利說明】—種大口徑透鏡系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種大口徑透鏡系統。
【背景技術】
[0002]作為照相用明亮的攝影透鏡系統，經常使用高斯型的攝影透鏡系統，并且以大口徑化、小型化、高性能化、低成本化等為目標不斷進行著開發研究。
[0003]例如，在專利文獻1-4中公開了一種高斯型的攝影透鏡系統，其前透鏡組與后透鏡組夾著光圈而相對，且前透鏡組由屈光度為正正負的三片透鏡構成，后透鏡組由屈光度為負正正的三片透鏡構成。
[0004]然而，專利文獻I中所述的攝影透鏡系統，由于其前透鏡組的第2個正透鏡的光焦度不適宜，因此無法較佳地校正像散以及光軸上的球面像差。此外，其光圈F值約為2.8，未能充分實現大口徑化。
[0005]專利文獻2中所述的攝影透鏡系統，其無法較佳地校正像散以及慧差。此外，其光圈F值約為4.5，未能充分實現大口徑化。
[0006]專利文獻3中所述的攝影透鏡系統，其由于不包含接合透鏡，因此增加了設計的自由度，且進行像差校正。然而，位于光圈后側的后透鏡組，其負透鏡與正透鏡之間的氣室敏感度非常高，因此需要高精度的組裝技術。此外，其無法較佳地校正慧差、像散以及光軸上的球面像差。
[0007]專利文獻4中所述的攝影透鏡系統，其光圈F值約為1.5，實現了大口徑化。但是， 由于在最后的透鏡(后透鏡組中最靠近像側的正透鏡)中使用了非球面透鏡，因此透鏡最后面的形狀具有轉折點，這樣則需要高精度的成形技術，導致透鏡成本的提高。此外，其無法較佳地校正慧差。
·[0008]【專利文獻I】日本專利文獻特開平6-337348號公報
[0009]【專利文獻2】日本專利文獻特開平11-183792號公報
[0010]【專利文獻3】日本專利文獻特開2001-281535號公報
[0011]【專利文獻4】日本專利文獻特開2000-330014號公報
[0012]發明所要解決的技術問題
[0013]本發明基于上述問題而完成，其目的在于得到一種明亮的大口徑透鏡系統，其光圈F值(口徑比)約為1.8，且透鏡片數少，還能夠通過較佳地校正慧差、像散、光軸上的球面像差而獲得良好的光學性能。
【發明內容】
[0014]本發明的大口徑透鏡系統，其特征在于，從物側起依次包括:前透鏡組，其具有正屈光度；光圈；后透鏡組，其具有正屈光度，其中，前透鏡組從物側起依次包括:第一透鏡， 其具有正屈光度；第二透鏡，其具有正屈光度；以及第三透鏡，其具有負屈光度，而后透鏡組從物側起依次包括:第四透鏡，其具有負屈光度；第五透鏡，其具有正屈光度；以及第六透鏡，其具有正屈光度，并且所述大口徑透鏡系統滿足下述條件式(I)及(2)，
[0015](I) 1.03 < L2f / f < 1.83
[0016](2) 0.3 < (r5-r4) / (r5+r4) < 0.8
[0017]其中，
[0018]L2f:第二透鏡的焦距，
[0019]f:整個系統的焦距，
[0020]r4:第二透鏡像側面的曲率半徑，
[0021]r5:第三透鏡物側面的曲率半徑。
[0022]本發明的大口徑透鏡系統，其第一透鏡可以是凸面朝向物側的正彎月透鏡。
[0023]本發明的大口徑透鏡系統，其滿足下述條件式(3)為佳。
[0024](3) 1.0 <(r2+rl) / (r2-rl) < 1.45
[0025]其中，
[0026]rl:第一透鏡物側面的曲率半徑，
[0027]r2:第一透鏡像側面的曲率半徑。
[0028]本發明的大口徑透鏡系統，其后透鏡組從物側起依次包括:第四透鏡，其凹面朝向物側，且具有負屈光度；第五透鏡，其凸面朝向像側，且具有正屈光度；第六透鏡，其具有正屈光度。
[0029]較為理想的是，第四透鏡與第五透鏡相接合。
[0030]本發明的大口徑透鏡系統，其滿足下述條件式(4)為佳。
[0031](4) - 21 < L45f / f <- 4
[0032]其中，
[0033]L45f:第四透鏡與第五透鏡的合成焦距，
[0034]f:整個系統的焦距。
[0035]本發明的大口徑透鏡系統，其滿足下述條件式(5)為佳。
[0036](5) - 1.2 < r6 / r7 <— 0.85
[0037]其中，
[0038]r6:第三透鏡像側面的曲率半徑，
[0039]r7:第四透鏡物側面的曲率半徑。
[0040]本發明的大口徑透鏡系統所包含的正透鏡，滿足下述條件式(6)為佳。
[0041](6) 1.75 < (L1N+L2N+L5N+L6N) / 4 < 1.82
[0042]其中，
[0043]LiN:第i透鏡相對于d線的折射率。
[0044]發明效果
[0045]根據本發明，可以得到一種明亮的大口徑透鏡系統，其光圈F值(口徑比)約為
1.8，且透鏡片數少，還能夠通過較好地校正慧差、像散、光軸上的球面像差而獲得良好的光學性能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0046]圖1是本發明的大口徑透鏡系統在數值實施例1中對準無限遠處聚焦時的透鏡結構圖。
[0047]圖2是圖1的結構中的縱向像差圖。
[0048]圖3是圖1的結構中的橫向像差圖。
[0049]圖4是本發明的大口徑透鏡系統在數值實施例2中對準無限遠處聚焦時的透鏡結構圖。
[0050]圖5是圖4的結構中的縱向像差圖。
[0051]圖6是圖4的結構中的橫向像差圖。 [0052]圖7是本發明的大口徑透鏡系統在數值實施例3中對準無限遠處聚焦時的透鏡結構圖。
[0053]圖8是圖7的結構中的縱向像差圖。
[0054]圖9是圖7的結構中的橫向像差圖。
[0055]圖10是本發明的大口徑透鏡系統在數值實施例4中對準無限遠處聚焦時的透鏡結構圖。
[0056]圖11是圖10的結構中的縱向像差圖。
[0057]圖12是圖10的結構中的橫向像差圖。
[0058]圖13是本發明的大口徑透鏡系統在數值實施例5中對準無限遠處聚焦時的透鏡結構圖。
[0059]圖14是圖13的結構中的縱向像差圖。
[0060]圖15是圖13的結構中的橫向像差圖。
[0061]圖16是本發明的大口徑透鏡系統在數值實施例6中對準無限遠處聚焦時的透鏡結構圖。
[0062]圖17是圖16的結構中的縱向像差圖。
[0063]圖18是圖16的結構中的橫向像差圖。
[0064]圖19是本發明的大口徑透鏡系統在數值實施例7中對準無限遠處聚焦時的透鏡結構圖。
[0065]圖20是圖19的結構中的縱向像差圖。
[0066]圖21是圖19的結構中的橫向像差圖。
[0067]符號說明
[0068]d 透鏡厚度或透鏡間隔
[0069]f整個系統的焦距
[0070]rl 第一透鏡物側面的曲率半徑
[0071]r2 第一透鏡像側面的曲率半徑
[0072]r4 第二透鏡像側面的曲率半徑
[0073]r5 第三透鏡物側面的曲率半徑
[0074]r6 第三透鏡像側面的曲率半徑
[0075]Yl 第四透鏡物側面的曲率半徑
[0076]d線與波長相對應的像差
[0077]g線與波長相對應的像差
[0078]C線與波長相對應的像差[0079]I像面
[0080]L透鏡全長
[0081]LI具有正屈光度的第一透鏡
[0082]L2具有正屈光度的第二透鏡
[0083]L3具有負屈光度的第三透鏡
[0084]L4具有負屈光度的第四透鏡
[0085]L5具有正屈光度的第五透鏡
[0086]L6具有正屈光度的第六透鏡
[0087]L2f第二透鏡的焦距
[0088]L45f第四透鏡與第五透鏡的合成焦距
[0089]LiN第i透鏡相對于d線的折射率
[0090]M子午面
[0091]S光圈或弧矢面
[0092]R曲率半徑
[0093]W半場角(° )`
[0094]Y像高
[0095]GF 前透鏡組
[0096]GR 后透鏡組
[0097]N Cd) 相對于d線的折射率
[0098]V (d) 相對于d線的阿貝數
[0099]fB后焦點
[0100]FN0.光圈F值(口徑比)
【具體實施方式】
[0101]本實施方式的大口徑透鏡系統，如圖1、圖4、圖7、圖10、圖13、圖16以及圖19的各數值實施例1-7所示，從物側起依次包括:前透鏡組GF，其具有正屈光度；光圈S ;后透鏡組GR，其具有正屈光度。
[0102]前透鏡組GF，從物側起依次包括:第一透鏡LI，其具有正屈光度；第二透鏡L2，其具有正屈光度；以及第三透鏡L3，其具有負屈光度。
[0103]后透鏡組GR，從物側起依次包括:第四透鏡L4，其具有負屈光度；第五透鏡L5，其具有正屈光度；以及第六透鏡L6，其具有正屈光度。第四透鏡L4與第五透鏡L5相接合。
[0104]在前透鏡組GF中，具有正屈光度的第一透鏡LI與第二透鏡L2的凸面朝向物側，具有負屈光度的第三透鏡L3的凹面朝向像側。在后透鏡組GR中，具有負屈光度的第四透鏡L4的凹面朝向物側，具有正屈光度的第五透鏡L5與第六透鏡L6的凸面朝向像側。此外，第四透鏡L4與第五透鏡L5相接合。因此，本實施方式的大口徑透鏡系統，其透鏡結構為五組六片的高斯型。通過將第四透鏡L4與第五透鏡L5相接合，能夠較佳地校正球面像差與色像差，從而獲得良好的光學性能。
[0105]本實施方式的大口徑透鏡系統，其在前透鏡組GF，通過適當地設定第二透鏡L2的光焦度、以及第二透鏡L2與第三透鏡L3之間空氣透鏡的光焦度，無需使用非球面透鏡，通過較佳地校正慧差、像散、光軸上的球面像差而成功地獲得良好的光學性能。由于不需要非球面透鏡，因此不存在環境溫度變化所導致的樹脂非球面透鏡性能惡化。此外，成本也不會因玻璃模壓非球面透鏡而增加。
[0106]條件式(I)規定了第二透鏡L2的焦距與整個系統的焦距之間的比。通過滿足條件式(I )，能夠較佳地校正慧差與像散，從而能夠獲得良好的光學性能。
[0107]如果超出條件式(I)的上限，則第二透鏡L2的光焦度變得過弱，難以進行慧差的校正。
[0108]如果超出條件式(I)的下限，則第二透鏡L2的光焦度變得過強，難以進行像散的校正。
[0109]條件式(2)規定了第二透鏡L2與第三透鏡L3之間空氣透鏡的光焦度。通過滿足條件式(2)，能夠較佳地校正慧差、像散、球面像差而獲得良好的光學性能。
[0110]如果超出條件式(2)的上限，則第二透鏡L2與第三透鏡L3之間空氣透鏡的發散作用變得過強，導致光軸上的球面像差校正過度。并且，難以進行像散的校正。
[0111]如果超出條件式(2)的下限，則第二透鏡L2與第三透鏡L3之間空氣透鏡的發散作用變得過弱，光圈S前后的負透鏡(第三透鏡L3與第四透鏡L4)的作用變強，從而產生較大的慧差。
[0112]條件式(3)規定了前透鏡組GF中第一透鏡LI的具體形狀(形狀因子)。通過滿足條件式(3)，能夠較佳地校正光軸上的球面像差與光軸外的像面彎曲而獲得良好的光學性倉泛。
[0113]如果超出條件式(3)的上限，則導致光軸上的球面像差校正過度。
[0114]如果超出條件式(3)的下限，則珀茲伐(Petzval)和變大，難以進行光軸外的像面彎曲的校正。
[0115]條件式(4)規定了后透鏡組GR中構成接合透鏡的第四透鏡L4與第五透鏡L5的合成焦距與整個系統的焦距的比。通過滿足條件式(4)，能夠較佳地校正慧差、像散、球面像差從獲得良好的光學性能。
[0116]如果超出條件式(4)的上限，則第四透鏡L4與第五透鏡L5的合成光焦度變得過強，難以進行慧差與像散的校正。
[0117]如果超出條件式(4)的下限，則第四透鏡L4與第五透鏡L5的合成光焦度變得過弱，導致球面像差的校正不足。
[0118]條件式(5)規定了夾著光圈S而相對的第三透鏡L3的像側面與第四透鏡L4的物側面之間曲率半徑的比。通過滿足條件式(5)，能夠較佳地校正球面像差、彗差、像面彎曲而獲得良好的光學性能。
[0119]如果超出條件式(5)的上限，則第四透鏡L4的物側面變成深度(陡峭)凹面，因此后透鏡組GR的正光焦度變得過強，難以進行球面像差與彗差的校正。
[0120]如果超出條件式(5)的下限，則第四透鏡L4的物側面變成淺度(緩和)凹面，因此球面像差校正不足，并且難以進行像面彎曲的校正。
[0121]條件式(6)規定了光學系統所包含的4個正透鏡(第一透鏡L1、第二透鏡L2、第五透鏡L5、第六透鏡L6)相對于d線的折射率的平均值。通過滿足條件式(6)，能夠較佳地校正光軸上色像差，從而防止與高亮度部分相鄰接而產生偽紫色的紫邊現象。并且能夠通過較佳地校正像面彎曲而獲得良好的光學性能。
[0122]如果超出條件式(6)的上限，則光軸上色像差，特別是g線(435.8nm)嚴重地趨向負值，存在紫邊現象問題。在上述專利文獻I中，夾住光圈的前透鏡組與后透鏡組分別包含接合透鏡，但光軸上色像差校正，特別是g線(435.8nm)的校正仍不夠充分，存在紫邊現象問題。
[0123]如果超出條件式(6)的下限，則珀茲伐和變大，難以進行像面彎曲的校正。
[0124]【實施例】
[0125]接下來，顯示具體的數值實施例1-7。在縱向像差圖、橫向像差圖以及表中，d線、g線、C線表示與各個波長相對應的像差,S表示弧矢面,M表示子午面，FN0.表示光圈F值，f表示整個系統的焦距，W表示半場角(° )，Y表示像高，fB表示后焦點(后透鏡組GR中第六透鏡L6的像側面到像面I的空氣等效距離)、L表示透鏡全長，R表示曲率半徑，d表示透鏡厚度或透鏡間隔，N (d)表示相對于d線的折射率，V (d)表示相對于d線的阿貝數。長度單位為“mm”。在數值實施例1-7中，均未使用非球面透鏡。
[0126][數值實施例1]
[0127]圖1-圖3以及表1-表2顯示本發明的大口徑透鏡系統的數值實施例1。圖1是對準無限遠處聚焦時的透鏡結構圖，圖2是其縱向像差圖，圖3是其橫向像差圖。表1是面數據，表2是各種數據。
[0128]本數值實施例1的大口徑透鏡系統，其從物側起依次包括:前透鏡組GF，其具有正屈光度；光圈S ;以及后透鏡組GR，其具有正屈光度。I為像面。
[0129]前透鏡組GF，從物側起依次包括:第一透鏡(向物側凸出的正彎月透鏡)L1，其具有正屈光度；第二透鏡(向物側凸出的正彎月透鏡)L2，其具有正屈光度；以及第三透鏡(向物側凸出的負彎月形透鏡)L3，其具有負屈光度。
[0130]后透鏡組GR，從物側起依次包括:第四透鏡(雙凹負透鏡)L4，其具有負屈光度；第五透鏡(雙凸正透鏡)L5，其具有正屈光度；以及第六透鏡(雙凸正透鏡)L6，其具有正屈光度。第四透鏡L4與第五透鏡L5相接合。
[0131](表1)
[0132]
【權利要求】
1.一種大口徑透鏡系統，其特征在于，其從物側起依次包括:前透鏡組，其具有正屈光度；光圈；后透鏡組，其具有正屈光度， 其中，前透鏡組從物側起依次包括:第一透鏡，其具有正屈光度；第二透鏡，其具有正屈光度；以及第三透鏡，其具有負屈光度，后透鏡組從物側起依次包括:第四透鏡，其具有負屈光度；第五透鏡，其具有正屈光度，以及第六透鏡，其具有正屈光度，并且所述大口徑透鏡系統滿足下述條件式(I)及(2 )，(1)1.03 < L2f / f < 1.83(2)0.3 < (r5-r4) / (r5+r4) < 0.8 其中，L2f:第二透鏡的焦距， f:整個系統的焦距， r4:第二透鏡像側面的曲率半徑， r5:第三透鏡物側面的曲率半徑。
2.根據權利要求1所述的大口徑透鏡系統，其特征在于，第一透鏡為凸面朝向物側的正彎月透鏡。
3.根據權利要求1或2所述的大口徑透鏡系統，其特征在于，其滿足下述條件式(3)，(3)1.0 <(r2+rl) / (r2-rl) < 1.45 其中，rl:第一透鏡物側面的曲率半徑， r2:第一透鏡像側面的曲率半徑。
4.根據權利要求1~3中任一項所述的大口徑透鏡系統，其特征在于，后透鏡組從物側起依次包括:第四透鏡，其凹面朝向物側，且具有負屈光度；第五透鏡，其凸面朝向像側，且具有正屈光度；以及第六透鏡，其具有正屈光度。
5.根據權利要求1~4中任一項所述的大口徑透鏡系統，其特征在于，第四透鏡與第五透鏡相接合。
6.根據權利要求1~5中任一項所述的大口徑透鏡系統,其特征在于，其滿足下述條件式(4):(4)— 21 < L45f / f <— 4 其中，L45f:第四透鏡與第五透鏡的合成焦距， f:整個系統的焦距。
7.根據權利要求1~6中任一項所述的大口徑透鏡系統，其特征在于，其滿足下述條件式(5):(5)- 1.2 < r6 / r7 <— 0.85 其中，r6:第三透鏡像側面的曲率半徑，r7:第四透鏡物側面的曲率半徑。
8.根據權利要求1~7中任一項所述的大口徑透鏡系統，其特征在于，其滿足下述條件式(6):(6)1.75 < (L1N+L2N+L5N+L6N) / 4 < 1.82其中，LiN --第i透鏡相對于d線的折射率。
【文檔編號】G02B27/00GK103576288SQ201310321112
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年7月29日 優先權日:2012年7月30日
【發明者】加藤浩司 申請人:賓得理光映像有限公司