專利名稱：一種攝影鏡頭系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種攝影鏡頭系統(tǒng)，更為具體地講，涉及一種用于單鏡頭反射式照相機(jī)攝影鏡頭系統(tǒng)，以產(chǎn)生一個(gè)其水平放大率不同于其垂直放大率的縮小比例的圖像。
在傳統(tǒng)單鏡頭反射式照相機(jī)里的攝影系統(tǒng)之中，用得最廣的光學(xué)系統(tǒng)是一種高斯型標(biāo)準(zhǔn)鏡頭。由于高質(zhì)量照相機(jī)其光學(xué)系統(tǒng)應(yīng)有足夠長(zhǎng)的后焦距，這類照相機(jī)采用主點(diǎn)位于最后一個(gè)透鏡后表面的標(biāo)準(zhǔn)鏡頭。另一種，高質(zhì)量相機(jī)還采用負(fù)焦型鏡頭，該鏡頭最重要的透鏡位于靠近最后一個(gè)透鏡后表面之處。
傳統(tǒng)的高斯型標(biāo)準(zhǔn)鏡頭公開(kāi)于日本專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)86-55089，86-60414和84-25204中。
可是，當(dāng)球面透鏡和旋轉(zhuǎn)對(duì)稱型非球面透鏡被用于光學(xué)系統(tǒng)時(shí)，就產(chǎn)生諸如水平與垂直放大率相同的縮小比例圖像等問(wèn)題。例如，如圖5(a)所示，當(dāng)一個(gè)正方形被攝入一個(gè)采用球面透鏡或旋轉(zhuǎn)對(duì)稱型非球面透鏡的光學(xué)系統(tǒng)中時(shí)，由于水平與垂直放大率是相同的，將形成一個(gè)具有與該正方形形狀相同的成比例縮小圖像。
為解決上述問(wèn)題已經(jīng)做出了本發(fā)明。本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種攝影鏡頭系統(tǒng)，它能夠通過(guò)形成水平與垂直放大率不相同的成比例縮小圖像，而形成可按使用者需要改變放大率的照片。
本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點(diǎn)一部分將在下面的說(shuō)明書(shū)中提出，一部分將從本說(shuō)明書(shū)中顯而易見(jiàn)，或者可以從本發(fā)明的實(shí)踐中體會(huì)出。本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)尤其被權(quán)利要求書(shū)所指出。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所要達(dá)到的目的，如本文具體和概括說(shuō)明的，本發(fā)明包括一種攝影鏡頭，它包括從物方起具有總體上為正的折射光焦度的第一透鏡組；和具有總的正折射光焦度的第二透鏡組，其中第一和第二透鏡組都包含至少一個(gè)柱面透鏡，該攝影鏡頭滿足1.0＜f1/f2＜1.2或者0.83＜f1/f2＜1.0的條件，這里f1表示Y方向的焦距，而f2表示Z方向焦距。
而且，第一透鏡組從物方起包括有正折射光焦度和凸的物方表面的第一透鏡，有正折射光焦度和凸的物方表面的第二透鏡，有負(fù)折射光焦度和凸的物方表面的第三透鏡，和由有正或負(fù)折射光焦度的柱面透鏡構(gòu)成的第四透鏡。而第二透鏡組包括一個(gè)折射光焦度與第四透鏡折射光焦度相反的柱面透鏡組成的第五透鏡，一個(gè)包含至少一個(gè)有負(fù)折射光焦度和凹的物方表面透鏡的第六透鏡單元，及一個(gè)有正或負(fù)折射光焦度之一的第七透鏡。
本發(fā)明的攝影鏡頭系統(tǒng)進(jìn)一步滿足1.21＜Lt/Bf＜1.37的條件，其中Lt代表自第一透鏡物方表面至第七透鏡像方表面的厚度，而B(niǎo)f代表鏡頭系統(tǒng)的后焦距。
應(yīng)該理解，前述的概括性說(shuō)明及下文的詳細(xì)說(shuō)明均是示范性和解釋性的，而不是象權(quán)利要求書(shū)那樣對(duì)本發(fā)明進(jìn)行什么限定。
說(shuō)明書(shū)中作為說(shuō)明書(shū)一部分的附圖表示了本發(fā)明實(shí)施例，并與說(shuō)明書(shū)一起解釋本發(fā)明的原理。其中的附圖有

圖1表示Y方向的本發(fā)明的攝影鏡頭系統(tǒng)。
圖2表示Z方向的本發(fā)明的攝影鏡頭系統(tǒng)。
圖3(a)～3(c)表示圖1和2所示攝影鏡頭系統(tǒng)沿Y方向的鏡頭像差，像散和畸變。
圖4(a)～4(c)表示圖1和2所示攝影鏡頭系統(tǒng)沿Z方向的鏡頭像差，像散和畸變。
圖5(a)表示當(dāng)使用傳統(tǒng)攝影鏡頭系統(tǒng)時(shí)，圖像放大的結(jié)果。
圖5(b)表示使用圖1和2所示攝影鏡頭系統(tǒng)時(shí)圖像放大的結(jié)果。
現(xiàn)在將參考附圖詳述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，即附圖所示的實(shí)例。在所有的圖中，相同的標(biāo)號(hào)將表示相同或相似的部件。
參見(jiàn)圖1和2，本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的攝影鏡頭系統(tǒng)包括從物方開(kāi)始的第一透鏡組I和第二透鏡組II。第一透鏡組I包括一個(gè)有正折射光焦度的第一透鏡1；有正折射光焦度的第二透鏡2；有負(fù)折射光焦度的第三透鏡3；有負(fù)折射光焦度和柱面形狀的第四透鏡4。
第二透鏡組II包括由正折射光焦度柱面透鏡構(gòu)成的第五透鏡5；包含至少一個(gè)有負(fù)折射光焦度透鏡的第六透鏡單元6；以及有正折射光焦度的第七透鏡7。
第一透鏡1有一個(gè)曲率半徑為r1的凸的物方表面和一個(gè)曲率半徑為r2的像方表面。第二透鏡2有一個(gè)曲率半徑為r3的凸的物方表面和一個(gè)曲率半徑為r4的像方表面。第三透鏡3有一個(gè)曲率半徑為r5的稍凸的物方表面和一個(gè)曲率半徑為r6的凹的像方表面。第四透鏡4有一個(gè)曲率半徑為r7的凸的物方表面和一個(gè)曲率半徑為r8的像方表面。第五透鏡5作為一個(gè)柱面透鏡5，有一個(gè)曲率半徑為r10的凸的物方表面和一個(gè)曲率半徑為r11的像方表面。
第六透鏡單元6包含一個(gè)有曲率半徑為r12凹的物方表面和曲率半徑為r13稍凹的像方表面的透鏡，和一個(gè)具有膠合到曲率半徑為r13的像方表面上的物方表面和一個(gè)曲率半徑為r14凸的像方表面的透鏡。最后，第七透鏡7有一個(gè)曲率半徑為r15凸的物方表面和一個(gè)曲率半徑為r16凸的像方表面。
在該優(yōu)選實(shí)施例中，只有第六透鏡單元6具有多于一個(gè)的透鏡，而其余的透鏡均為單透鏡。第五透鏡5也可以有多于一個(gè)的透鏡。但是本發(fā)明并非限于這種組合。只要組合中的透鏡1～7滿足以下所提出的具體特征，任意的或全部透鏡1～7都可以是具有多于一個(gè)透鏡的透鏡單元。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，可以形成水平與垂直放大率不相同的圖像。另外，Y和Z方向的后焦距可以是相等的，而垂直方向(Z方向)和垂直方向(Y方向)的焦點(diǎn)距離不同。在這種情況下，攝影鏡頭系統(tǒng)進(jìn)一步包括至少一個(gè)在Z方向無(wú)折射光焦度，在Y方向有正折射光焦度的柱面透鏡，和至少一個(gè)在Z方向無(wú)折射光焦度而在Y方向有負(fù)折射光焦度的柱面透鏡。
為了校正圖像的像差，第一透鏡組II包含兩個(gè)有凸的物方表面和正折射光焦度的彎月形透鏡，以及一個(gè)有負(fù)折射光焦度的彎月形透鏡。而且，第二透鏡組II包含兩個(gè)有正折射光焦度的雙凸透鏡，和一個(gè)有負(fù)折射光焦度的雙凹透鏡。
下面列出本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例攝影鏡頭系統(tǒng)的條件1.0＜f1/f3＜1.2 (1)0.83＜f1/f2＜1.0 (2)1.21＜Lt/Bf＜1.37(3)其中f1是Y方向焦距，f2是Z方向焦距，Lt是從第一透鏡1的表面到第七透鏡表面之間的厚度，以及Bf是鏡頭系統(tǒng)的后焦距。
條件(1)涉及圖像水平與垂直方向放大率。如果超過(guò)條件(1)的上限，則由于Y和Z方向焦距之差大而難以使Y和Z方向焦距相等。而且由于像差變大而難以形成清晰的像。
條件(2)涉及放大結(jié)果，其中通過(guò)將鏡頭系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)90°，水平放大率可以大于垂直放大率。
條件(3)涉及鏡頭系統(tǒng)的總長(zhǎng)和后焦距。如果超過(guò)條件(3)的上限，則后焦距變得很短。其結(jié)果是，使該鏡頭系統(tǒng)不能用于高質(zhì)量照相機(jī)。而且，鏡頭系統(tǒng)變得很厚且透鏡之間距離拉長(zhǎng)。致使鏡頭系統(tǒng)總長(zhǎng)度加長(zhǎng)，且鏡頭系統(tǒng)重量增加。
另一方面，如果超過(guò)條件(3)的下限，則透鏡間距縮短且鏡頭系統(tǒng)變得很薄。其結(jié)果是，像差增大，并且由于后焦距變長(zhǎng)而增加了第一透鏡1與像方表面之間距離，而不能實(shí)現(xiàn)照相機(jī)的小型化。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施例，為了精確校正各種像差，用旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的非球面透鏡作為第一透鏡1和第二透鏡2。
鏡頭系統(tǒng)非球面系數(shù)滿足上述條件(1)～(3)，并由下式給出x=Cy21+{1-(K+1)C2y2}1/2+A4y4+A6y6+A8y8+A10y10]]>其中x是從鏡頭頂點(diǎn)起在光軸上的距離，y是垂直于光軸的距離，C是曲率半徑的倒數(shù)，K是圓錐曲線系數(shù)，而A4，A6，A8和A10是非球面系數(shù)。下面將說(shuō)明滿足上述條件(1)～(3)的值。
在表1中，折射表面的曲率由ri表示(i＝1～16)，透鏡厚度或透鏡之間以距離由di表示(i＝1～16)，透鏡的d線折射率用nd表示，透鏡的阿貝數(shù)用γ表示，整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)放大率用m表示，半視角用ω表示。
在表1中，Y方向的半視角ω為50.42°，Y方向焦距f為49.592mm，Y方向孔徑值F為2.0。而Z方向的半視角ω是42.26°，Z方向焦距f為56.550mm，Z方向孔徑值F為2.0。
表1表面序號(hào)曲率半徑(r)厚度(d) 折射率(nd)阿貝數(shù)γ133.875 5.661.6385455.452∞ 0.10324.701 5.131.7234237.99449.004 1.055206.9020.801.6989530.05
6 18.3443.837 R710.00 1.4874970.448 ∞1.009 孔徑 1.0010R10 2.871.4874970.4411∞3.512-21.665 2.881.7407727.7 613188.959 5.161.7859043.7314-25.592 0.301588.5312.131.8061040.7316-142.185 BF在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中，透鏡間的距離，厚度和非球面系數(shù)，如表2和3所示隨視角而變。
表2Y方向 Z方向(ω＝50.42°)(ω＝42.26 °)r7-33.327 ∞K 0.52751711E-2 0A40.3 5637360E-40A6-0.35902128E-60A80.47630387E-8 0A10 -0.25231791E-10 0r10 30.417∞
K -0.65898902E-20A4-0.36182355E-40A60.59166200E-6 0A8-0.86657170E-80A10 0.44229085E-100BF35.000mm 35.000mm表3第三表面的非球面系數(shù)第十五表面的非球面系數(shù)K 0.807524010.27023844A4-0.58878742E-50.35721352E-5A6-0.21706187E-7-0.21358901E-7A80.57193357E-100.37875808E-9A10 -0.36320100E-12 -0.15121478E-11如上所述，本發(fā)明實(shí)施例的攝影鏡頭系統(tǒng)具有下述優(yōu)點(diǎn)。第一，它提供了一個(gè)水平與垂直放大率不相同的成比例縮小圖像，從而得到一個(gè)可根據(jù)使用者需要改變放大率的照片。第二，由于Y方向后焦距不同于Z方向后焦距，而Y和Z方向焦點(diǎn)距離相等，它提供了一個(gè)借助于使水平與垂直放大率不同而在同一位置形成圖像。第三，它提供了一種用于有較大孔徑比和優(yōu)良成像性能的高質(zhì)量照相機(jī)的攝影鏡頭系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種攝影鏡頭系統(tǒng)，包括，從物方起一個(gè)有總的正折射光焦度的第一透鏡組，和一個(gè)有總的正折射光焦度的第二透鏡組，其中所述的第一和第二透鏡組都包含至少一個(gè)柱面透鏡，且所述的攝影鏡頭系統(tǒng)滿足條件1.0＜f1/f2＜1.2，其中f1代表Y方向焦距，f2代表Z方向焦距。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的攝影鏡頭系統(tǒng)，其中所述的第一透鏡組包括，從物方起一個(gè)有正折射光焦度和凸物方表面的第一透鏡，一個(gè)有正折射光焦度和凸物方表面的第二透鏡，一個(gè)有負(fù)折射光焦度和凸物方表面的第三透鏡，一個(gè)由有負(fù)折射光焦度的柱面透鏡構(gòu)成的第四透鏡；所述的第二透鏡組包括一個(gè)為正折射光焦度的柱面透鏡的第五透鏡，一個(gè)包含至少一個(gè)有負(fù)折射光焦度和凹物方表面的透鏡的第六透鏡單元，及一個(gè)有正或負(fù)折射光焦度的第七透鏡。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的攝影鏡頭系統(tǒng)，其中所述的鏡頭系統(tǒng)滿足條件1.21＜Lt/Bf＜1.37，這里L(fēng)t代表自所述第一透鏡的物方表面至所述第七透鏡像方表面的厚度，而B(niǎo)f代表鏡頭系統(tǒng)的后焦距。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的攝影鏡頭系統(tǒng)，其中所述的第一透鏡和所述第二透鏡都包括至少一個(gè)非球面透鏡。
全文摘要
一種攝影鏡頭系統(tǒng)，從物方起包括有正折射光焦度的第一透鏡組和有正折射光焦度的第二透鏡組。其中第一和第二透鏡組包含至少一個(gè)柱面透鏡。攝影鏡頭系統(tǒng)滿足條件1.0＜f
文檔編號(hào)G02B13/18GK1160215SQ9612345
公開(kāi)日1997年9月24日 申請(qǐng)日期1996年12月8日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月8日
發(fā)明者金紋玄 申請(qǐng)人:三星航空產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社