[发明专利]可变放大倍率光学系统和成像设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于与摄影机、电子静态式照相机等一起使用的可变放大倍率光学系统、和一种成像设备。更具体地，本发明涉及一种适用于与监控照相机一起使用并可在从可见光范围到近红外光范围的宽波长范围内使用的可变放大倍率光学系统和一种设有该可变放大倍率光学系统的成像设备。

背景技术

传统地，监控照相机用于安全、录音等的目的。与这种监控照相机一起使用的光学系统需要是紧凑的并且能够低成本地形成，具有允许即使在低照度成像条件下识别对象的高孔径比，具有能够从可以拍摄宽范围图像的广角端适应到可以放大窄范围的摄远端的高变焦比，以及具有高光学性能。

对于与通常放置在无人设施处并在白天执行可见光成像而在夜晚执行近红外光成像的日夜兼用的监视照相机一起使用的光学系统来说，理想的是在从可见光范围到近红外光范围的宽波长范围内保持色差被良好校正的高光学性能。

作为从可见光范围到近红外光范围具有被良好校正的色差的可变放大倍率光学系统，已知一种例如在专利文献1中公开的可变放大倍率光学系统。专利文献1中所公开的光学系统从物体侧顺序地包括负的第一透镜组和正的第二透镜组，其中通过使第二透镜组沿着光轴移动来实现放大倍率的改变，并且通过移动第一透镜组实现像平面位置的校正和放大倍率的改变。进一步地，例如在专利文献2和3中公开了具有两组结构的可变放大倍率光学系统的示例，其中通过改变两个透镜组之间的间隔实现放大倍率的改变。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本未审查专利公开No.2009-230122

专利文献2：日本未审查专利公开No.2006-78535

专利文献3：日本未审查专利公开No.2004-271668

发明内容

然而，专利文献2中公开的光学系统揭露的是与单反照相机一起使用的变焦透镜，其具有太大而不能与监视照相机一起使用的F数，并因此认为没有高孔径比。专利文献3中所公开的光学系统是投影镜头，该投影镜头具有太大而不能与监视照相机一起使用的F数并具有不足的变焦比。进一步地，专利文献2和3中公开的两个光学系统必然地不能用于覆盖从可见光范围到近红外光范围的宽波长范围。虽然专利文献1中公开的光学系统适于与监视照相机一起使用，在近年来引入了设有具有3,000,000或更大像素的图像传感器的监视照相机，并且对高质量图像的需求越来越多。

鉴于上述情况，本发明涉及提供一种可变放大倍率光学系统和设有所述可变放大倍率光学系统的成像设备，其中所述可变放大倍率光学系统是紧凑的、具有高孔径比和高变焦比并保持允许在从可见光范围到近红外光范围的宽波长带获得高质量图像的高光学性能。

本发明的第一方面，提供一种可变放大倍率光学系统，从物体侧顺序地包括具有负屈光力的第一透镜组、光阑和具有正屈光力的第二透镜组，所述可变放大倍率光学系统被构造成通过改变第一透镜组与第二透镜组之间沿光轴方向的间隔来实现放大倍率的改变，并且通过沿光轴方向移动第一透镜组来实现像平面位置的校正和放大倍率的改变，其中：

第一透镜组中的最靠近图像侧的透镜是具有负的屈光力的单透镜，所述单透镜具有面向物体侧的凹面，并且第一透镜组中的从图像侧开始的第二个透镜是具有正屈光力的单透镜，

第二透镜组从物体侧顺序地包括设置在最靠近物体侧位置且至少一个表面为非球面的正透镜、由从物体侧顺序地粘合在一起的负透镜和正透镜形成的第一粘合透镜、和由从物体侧顺序地粘合在一起的负透镜和正透镜形成的第二粘合透镜，

形成第一粘合透镜的负透镜的图像侧表面和形成第二粘合透镜的负透镜的图像侧表面是凹面，以及

满足以下条件表达式(1)：

-0.5＜(R23f+R23r)/(R23f-R23r)＜0.5  (1)，

其中，R23f是形成第一粘合透镜的正透镜的物体侧表面的曲率半径，且R23r是形成第一粘合透镜的正透镜的图像侧表面的曲率半径。

本发明的第二面，提供一种可变放大倍率光学系统，从物体侧顺序地包括具有负屈光力的第一透镜组、光阑和具有正屈光力的第二透镜组，所述可变放大倍率光学系统被构造成通过改变第一透镜组与第二透镜组之间沿光轴方向的间隔来实现放大倍率的改变，并且通过沿光轴方向移动第一透镜组来实现像平面位置的校正和放大倍率的改变，其中：

第一透镜组中的最靠近图像侧的透镜是具有负屈光力的单透镜，所述单透镜具有面向物体侧的凹面，并且第一透镜组中的从图像侧开始的第二个透镜是具有正屈光力的单透镜，