CN102084279B - 光学系统和包括光学系统的光学装置 - Google Patents

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Abstract

获得能够在可见波长范围上适当地校正色差的光学系统和光学装置。一种光学系统在孔径光阑的物侧和像侧中的至少一个上包含衍射光学元件和折射光学元件。满足以下条件：|Δθgd|＞0.0380.003＜|δθdC|＜0.038(ΦR×vd×δθdC)×(-ΦD)＜0其中，vd代表折射光学元件的阿贝数，θgd代表对于g线和d线的部分色散比，θdC代表对于d线和C线的部分色散比，ΦR代表当折射光学元件的光入射表面和光出射表面均与空气接触时所提供的光焦度，ΦD代表衍射光学元件的光焦度。这里，Δθgd＝θgd-(-1.687×10-7·vd 3+5.702×10-5·vd 2-6.603×10-3·vd+1.462)，并且，δθdC＝θdC-(-0.1968θgd+0.5480)。

Description

光学系统和包括光学系统的光学装置
技术领域
本发明涉及光学系统和包括光学系统的光学装置，并且，适于例如卤化银照相机、数字静物照相机、摄像机、望远镜、双目镜和投影仪等。
背景技术
一般地，要求用于诸如数字照相机和摄像机的图像拾取装置中的光学系统具有短的透镜总长(总光学长度，从物侧的第一透镜表面到像面的长度)和紧凑的光学系统。但是，随着光学系统的总尺寸减小，像差、特别是色差趋于增加并且光学性能趋于劣化。为了在用于图像拾取装置中的这种光学系统中在可见波长范围上适当地校正色差，需要校正d线、g线、C线和F线的四种波长的色差。
作为用于校正色差的结构，一般组合使用由低色散光学材料形成的光学元件和由高色散光学材料形成的光学元件。但是，由于高色散光学材料的对于g线和d线的部分色散比高于低色散光学材料的对于g线和d线的部分色散比，因此，如果通过该结构来校正F线与C线之间的色差，那么g线的色差易于恶化。
因此，作为用于校正g线的色差的方法，使用衍射光学元件的结构是已知的(专利文献1)。衍射光学元件具有反常部分色散性，具有与g线和d线的部分色散比对应的小的值0.8918，因此可有效地校正g线的色差。此外，由于与阿贝数对应的值的绝对值是小的值3.45，因此，衍射仅导致微小的光焦度，并且，可在对于球面像差、彗形像差、像散等的影响小的情况下校正色差。专利文献1公开了通过使用衍射光学元件来校正色差的望远透镜。
另外，作为用于校正可见波长范围中的色差的另一结构，用衍射光学元件来校正色差的光学系统和具有反常部分色散性的折射光学元件已被提出(专利文献2)。专利文献2公开了一种变焦透镜，在该变焦透镜中，通过在孔径光阑的物侧布置衍射光学元件并在孔径光阑的像侧布置折射光学元件来校正望远端处的纵向色差和广角端处的横向色差。
引文列表
专利文献
专利文献1：日本专利公开No.06-324262
专利文献2：日本专利公开No.2008-151846
发明内容
但是，在如专利文献1中那样使用衍射光学元件的结构中，可以相对适当地校正d线、g线、C线和F线的色差，但是难以同时校正g线的色差与F线与C线之间的色差。这是由于在衍射光学元件中导致的色差与波长成比例地变化。在衍射光学元件中导致的色差与波长具有成比例的关系，并且，F线与C线之间的波长的色差的斜率和g线与F线之间的波长的色差的斜率相同。相对照地，在一般的光学材料中导致的色差趋于关于波长以曲线的方式改变，并且随着波长的减小而增大曲线的斜率。由此，F线与C线之间的波长的色差的斜率不同于g线与F线之间的波长的色差的斜率。出于这种原因，当通过衍射光学元件校正在一般的光学材料中导致的色差时，如果给予衍射光学元件校正g线与F线之间的色差所需的光焦度，那么F线与C线之间的色差残留。相反地，当给予衍射光学元件校正F线与C线之间的色差所需的光焦度时，g线与F线之间的色差残留。因此，当使用衍射光学元件时，难以同时校正g线的色差和F线与C线之间的色差。
专利文献2中的结构通过衍射光学元件校正望远端处的纵向色差并通过折射光学元件校正广角端处的横向色差。但是，专利文献2没有公开用于适当地校正d线、g线、C线和F线的色差的结构。
因此，本发明提供可在整个可见波长范围上适当地校正色差的光学元件和光学装置。
作为用于解决上述问题的手段，本发明的光学系统在孔径光阑的物侧和像侧中的至少一个上包含衍射光学元件和折射光学元件。满足以下条件：
|Δθgd|＞0.038                                  (1)
0.003＜|δθdC|＜0.038                           (2)
(ΦR×vd×δθdC)×(-ΦD)＜0                     (3)
其中，vd表示折射光学元件的阿贝数，θgd表示对于g线和d线的部分色散比，θdC表示对于d线和C线的部分色散比，ΦR表示当折射光学元件的光入射和出射表面均与空气接触时提供的光焦度，ΦD表示衍射光学元件的光焦度。
这里，Δθgd＝θgd-(-1.687×10-7·vd 3+5.702×10-5·vd 2-6.603×10-3·vd+1.462)，并且，δθdC＝θdC-(-0.1968θgd+0.5480)。
根据本发明，能够获得可在整个可见波长范围上适当地校正色差的光学系统和光学装置。
参照附图阅读示例性实施例的以下说明，本发明的其它特征将变得清晰。
附图说明
图1是根据第一数值例的光学系统的截面图。
图2包含在无限远处的物体处于对焦中的状态下第一数值例的光学系统的像差图。
图3是根据第二数值例的光学系统的截面图。
图4包含在无限远处的物体处于对焦中的状态下第二数值例的光学系统的像差图。
图5是根据第三数值例的光学系统的截面图。
图6包含在无限远处的物体处于对焦中的状态下第三数值例的光学系统的像差图。
图7是根据第四数值例的光学系统的截面图。
图8包含在无限远处的物体处于对焦中的状态下第四数值例的光学系统的像差图。
图9是根据第五数值例的光学系统的截面图。
图10A包含第五数值例的光学系统的像差图。
图10B包含第五数值例的光学系统的像差图。
图10C包含第五数值例的光学系统的像差图。
图11包含比较例的像差图。
图12是示出根据本发明的图像拾取装置的主要部分的示意图。
具体实施方式
本发明的光学系统在孔径光阑的物侧和像侧中的至少一个上包含满足条件式(1)和(2)的衍射光学元件LD和折射光学元件LR。在本发明中，通过适当地组合衍射光学元件LD和折射光学元件LR以满足条件式(3)，由折射光学元件LR校正当通过衍射光学元件LD校正g线的色差时恶化的F线与C线之间的色差。这使得能够同时去除g线的色差和F线与C线之间的色差并获得在整个可见波长范围上针对色差适当地进行校正的光学元件和光学装置。
下面将更详细地描述本发明的条件式。
本发明的光学系统在孔径光阑的物侧和像侧中的至少一个上包含衍射光学元件LD和折射光学元件LR。折射光学元件LR的阿贝数被表示为vd，与g线和d线有关的部分色散比被表示为θgd，与d线和C线有关的部分色散比被表示为θdC。当折射光学元件LR的光入射和出射表面均与空气接触时提供的光焦度被表示为ΦR并且衍射光学元件的光焦度被表示为ΦD时，本发明的光学系统满足式(1)～(3)。
|Δθgd|＞0.038                                  (1)
0.003＜|δθdC|＜0.038                           (2)
(ΦR×vdR×δθdC)×(-ΦD)＜0                    (3)
这里，Δθgd和δθdC被定义如下：
Δθgd＝θgd-(-1.687×10-7·vd 3+5.702×10-5·vd 2-6.603×10-3·vd+1.462)    (4)
δθdC＝θdC-(-0.1968θgd+0.5480)                                         (5)
这里，在实施例的光学系统中使用的光学元件的阿贝数和部分色散比如下。Fraunhofer线中的g线(435.83nm)、F线(486.13nm)、d线(587.56nm)和C线(656.27nm)的折射率分别被表示为Ng、NF、Nd和NC。在这种情况下，阿贝数vd、与g线和d线有关的部分色散比θgd和与d线和C线有关的部分色散比θdC由下式定义。
vd＝(Nd-1)/(NF-NC)                              (6)
θgd＝(Ng-Nd)/(NF-NC)                           (7)
θdC＝(Nd-NC)/(NF-NC)                           (8)
此外，光焦度由焦距的倒数定义，并且在折射光学元件的情况下是与折射率同义(synonymous)的值。
式(1)规定折射光学元件LR的反常部分色散性。在用于定义θgd的式(4)中，(-1.687×10-7·vd 3+5.702×10-5·vd 2-6.603×10-3·vd+1.462)是表示一般的玻璃材料的vd与θgd之间的关系的表达式。即，式(1)代表本发明的折射光学元件LR的θgd与一般的玻璃材料的θgd之间的不同。
当满足式(1)时，可用折射光学元件LR适当地校正g线的色差。相反，当不满足式(1)时，反常部分色散性变差，因此，难以用折射光学元件LR适当地校正g线的色差。
式(2)规定具有当将折射光学元件LR与衍射光学元件LD一起使用时同时去除g线的色差和F线与C线之间的色差所需的反常部分色散性的折射光学元件LR的光学特性。
当满足式(2)时，可在光学系统中将折射光学元件LR与衍射光学元件LD一起使用的情况下同时去除g线的色差和F线与C线之间的色差。出于这种原因，能够在整个可见波长范围上适当地校正色差。
当该值低于式(2)中的下限时，即使在光学系统中将折射光学元件LR与衍射光学元件LD一起使用，也难以同时去除g线的色差和F线与C线之间的色差。在这种情况下，衍射光学元件LD的光焦度减小，并且，折射光学元件LR的光焦度增大。随着折射光学元件LR的光焦度增大，元件的厚度增大。当折射光学元件LR由树脂或者其中无机微粒分散于透明媒介中的混合物形成时，如果元件的厚度增大，那么成型困难。特别是当上述无机微粒是铟锡氧化物(indium-tinoxide，ITO)微粒时，如果元件的厚度增大，那么透射率降低。此外，当元件的厚度增大时，元件的折射率和形状易于变得受温度和湿度影响。
相反，当该值大于式(2)中的上限时，衍射光学元件LD的光焦度增大，并且，折射光学元件LR的光焦度减小。当衍射光学元件LD的光焦度增大时，衍射光栅的节距减小。当节距减小时，难以制造，并且，不需要的衍射光导致耀斑。
无机氧化物微粒分散于合成树脂中的混合物是满足式(1)和(2)的光学材料。作为无机氧化物的例子，给出TiO2(Nd＝2.304，vd＝13.8)和ITO(Nd＝1.8571，vd＝5.69)。当以适当的体积比(volumeratio)将这些无机氧化物微粒分散在合成树脂中时，获得满足式(1)和(2)的光学材料。只要满足式(1)和(2)，光学材料不限于这些。
式(3)是使得通过当用折射光学元件LR去除g线的色差时恶化的F线与C线之间的色差来抵消当用衍射光学元件LD去除g线的色差时恶化的F线与C线之间的色差的条件式。
关于当使得F线与C线之间的色差系数相同并校正g线的色差系数时设置的d线与C线(F线与d线)之间的色差系数，纵向色差的系数用φδθdCh2/vd表示，并且，横向色差的系数用φδθdChH/vd表示。这里，φ表示光学元件的光焦度，h表示入射到光瞳光学元件上的旁轴边缘光线的高度，H表示入射到光学元件上的光瞳旁轴轴外光线的高度。在用于定义δθdC的式(5)中，(-0.1968θgd+0.5480)是表示一般的玻璃材料的θdC和θgd之间的关系的表达式。即，δθdC代表本发明的折射光学元件LR的θdC和一般的玻璃材料的θdC之间的不同。用折射光学元件LR和衍射光学元件LD抵消F线与C线之间的纵向色差的条件为：使得折射光学元件LR中的纵向色差的系数与衍射光学元件LD中的纵向色差的系数之积为负值。类似地，横向色差的条件为：使得折射光学元件LR中的横向色差的系数与衍射光学元件LD中的横向色差的系数之积为负值。
由于折射光学元件LR和衍射光学元件LD均被设置在孔径光阑的物侧或像侧，因此，色差系数之积在纵向色差和横向色差之间具有相同的符号。并且，由于可就衍射光学元件LD定义δθdC＞0且vd＜0的条件，因此，用式(3)表示用于抵消F线与C线之间的色差的条件式。
当满足式(3)时，能够对于纵向色差和横向色差两者同时去除g线的色差和F线与C线之间的色差，并在整个可见波长范围上适当地校正色差。相反，当不满足式(3)时，即使去除g线的色差，F线与C线之间的色差也在折射光学元件LR和衍射光学元件LD之间沿相同的方向恶化。因此，不能在整个可见波长范围上适当地校正色差。
这样，在本发明中，可通过在折射光学元件LR和衍射光学元件LD均被布置在孔径光阑的物侧或像侧的光学系统中满足式(1)～(3)来同时校正g线的色差成分和F线与C线之间的色差。出于这种原因，可在整个可见波长范围上适当地校正色差。
在实施本发明时，优选地满足下式(9)～(11)。
式(9)是使得衍射光学元件LD和折射光学元件LR均校正g线的色差的条件式。
(ΦR×vd×Δθgd)×ΦD＞0                            (9)
当满足式(9)时，衍射光学元件LD和折射光学元件LR的光焦度可减小。当衍射光学元件LD的光焦度减小时，衍射光栅的节距增大，并且，当折射光学元件LR的光焦度减小时，元件的厚度减小。相反，在不满足式(9)的情况下，当去除g线的色差时，衍射光学元件LD和折射光学元件LR的光焦度增大。当衍射光学元件LD的光焦度增大时，衍射光栅的节距减小，并且，当折射光学元件LR的光焦度增大时，元件的厚度增大。
式(10)规定折射光学元件LR的阿贝数：
vd＜60                                       (10)
当满足式(10)时，可以在对于诸如球面像差、彗形像差和像散之类的像差没有任何影响的情况下独立地并且容易地校正色差。通过将式(10)中的数值范围设定如下，可以更适当地校正色差。
vd＜30                                       (10a)
式(11)规定衍射光学元件LD的光焦度ΦD与折射光学元件LR的光焦度ΦR之比。
ΦD/ΦR＜0.4                                    (11)
通过满足式(11)，可以在可见波长范围上适当地校正色差。相反，当不满足式(11)时，当用衍射光学元件LD去除g线的色差时导致的F线与C线之间的色差增大，并且不容易通过当用折射光学元件LR去除g线的色差时在F线与C线之间导致的色差来抵消。
在本发明中，衍射光学元件LD和折射光学元件LR优选地被设置在同一透镜单元中。这可优化衍射光学元件LD和折射光学元件LR的光焦度之比，并且可适当地校正纵向色差和横向色差。在这种情况下，衍射光学元件LD和折射光学元件LR可相互接合。
下面将参照附图描述本发明的实施例。
图1、图3、图5、图7和图9是分别示出根据第一到第五实施例的光学系统的示意性截面图，图2、图4、图6、图8和图10是第一到第五实施例的光学系统的像差图。图10A～10C分别是光学系统的在短焦距、中焦距和长焦距处的像差图。像差图是针对将在后面描述的与第一到第五实施例对应的第一到第五数值例的。
在示意性截面图中，SP代表孔径光阑，IP代表像面。此外，L1、L2、L3和L4分别代表第一透镜单元、第二透镜单元、第三透镜单元和第四透镜单元，LD1和LD2代表衍射光学元件，LR1和LR2代表折射光学元件。
在像差图中，d、g、C和F分别代表d线、g线、F线和C线。此外，在像散方面，ΔS代表d线的弧矢光线(sagittal ray)，ΔM代表d线的子午光线。Fno代表f数，ω代表半视角。
以下将更详细地描述实施例。
(第一实施例)
如图1所示，第一实施例的光学系统是包含具有正折光力的第一透镜单元L1、具有负折光力的第二透镜单元L2和具有负折光力的第三透镜单元L3的望远透镜。通过向像面侧移动第二透镜单元L2来执行聚焦。在本实施例中，使用在透明媒介中分散有TiO2微粒的混合物作为满足式(1)和(2)的折射光学元件LR1。衍射光学元件LD1和折射光学元件LR1以相互紧密接触的方式被设置在孔径光阑的物侧。衍射光学元件LD1和折射光学元件LR1被提供有合适的光焦度以满足式(3)。这使得能够获得在整个可见波长范围上针对纵向色差和横向色差适当地进行校正的紧凑的望远透镜，如图2所示。
(第二实施例)
如图3所示，第二实施例的光学系统是包含具有正折光力的第一透镜单元L1、具有负折光力的第二透镜单元L2和具有负折光力的第三透镜单元L3的望远透镜。通过向像面侧移动第二透镜单元L2来执行聚焦。在本实施例中，使用在透明媒介中分散有TiO2微粒的混合物作为满足式(1)和(2)的折射光学元件LR1。衍射光学元件LD1和折射光学元件LR1被分离地设置在孔径光阑的物侧。衍射光学元件LD1和折射光学元件LR1被提供有合适的光焦度以满足式(3)。这使得能够获得在整个可见波长范围上针对纵向色差和横向色差适当地进行校正的紧凑的望远透镜，如图4所示。
(第三实施例)
如图5所示，第三实施例的光学系统是包含具有正折光力的第一透镜单元L1、具有负折光力的第二透镜单元L2和具有正折光力的第三透镜单元L3的中间望远透镜。通过向像面侧移动第三透镜单元L3来执行聚焦。在本实施例中，使用在透明媒介中分散有TiO2微粒的混合物作为满足式(1)和(2)的折射光学元件LR1。衍射光学元件LD1和折射光学元件LR1以诸如相互紧密接触的方式被设置在孔径光阑的物侧。衍射光学元件LD1和折射光学元件LR1被提供有合适的光焦度以满足式(3)。这在整个可见波长范围上适当地校正纵向色差，如图6所示。
(第四实施例)
如图7所示，第四实施例的光学系统是包含具有正折光力的第一透镜单元L1和具有负折光力的第二透镜单元L2的广角透镜。通过向像面侧移动第二透镜单元L2来执行聚焦。在本实施例中，使用在透明媒介中分散有TiO2微粒的混合物作为满足式(1)和(2)的折射光学元件LR1。衍射光学元件LD1和折射光学元件LR1以诸如相互紧密接触的方式被设置在孔径光阑的像侧。通过使衍射光学元件LD1和折射光学元件LR1具有合适的光焦度以满足式(3)，可在整个可见波长范围上适当地校正色差，如图8所示。
(第五实施例)
如图9所示，第五实施例的光学系统是包含具有正折光力的第一透镜单元L1、具有负折光力的第二透镜单元L2、具有正折光力的第三透镜单元L3和具有正折光力的第四透镜单元L4的变焦透镜。在图9中，箭头指示透镜单元在从广角端向望远端变焦期间的移动路径。在本实施例中，衍射光学元件LD1和折射光学元件LR1被设置在孔径光阑的物侧，并且，衍射光学元件LD2和折射光学元件LR2被设置在孔径光阑的像侧。对于折射光学元件LR1和LR2使用在透明媒介中分散有TiO2微粒的混合物，以便满足式(1)和(2)。孔径光阑的物侧的衍射光学元件LD1和折射光学元件LR1被提供有合适的光焦度以满足式(3)。这在可见波长范围上适当地校正特别是望远端处的纵向色差，如图10C所示。此外，孔径光阑的像侧的衍射光学元件LD2和折射光学元件LR2被提供有合适的光焦度以满足式(3)。这在整个可见波长范围上适当地校正特别是广角端处的横向色差，如图10A所示。
(比较例)
图11包含以下这种光学系统的在聚焦于无限远处的物体上期间的像差图，该光学系统具有与第一实施例的规范(specification)相同的规范并且被设计为仅用衍射光学元件LD校正色差。虽然通过使用衍射光学元件LD来总体上校正色差，但是难以同时校正g线的色差成分和F线与C线之间的色差，使得F线的色差残留。
以下给出关于第一到第五数值例的数值数据。在数值例中，j代表从物侧算起的表面号，Rj代表第j表面号的曲率半径，Dj代表第j表面和第j+1表面之间的光轴上的表面距离，并且，Nj和vj分别代表第j光学材料对于d线的折射率和阿贝数。此外，f代表光学系统的焦距，Fno代表f数，ω代表半视角。
例子中的衍射光学表面的相位形状ψ由下式给出，其中，m代表衍射光的衍射阶数(order number)，λ0代表所设计的波长，h代表沿垂直方向到光轴的高度，Ci(i＝1，2，3，...)是相位系数。
〔数学式1〕
ψ(h.m)＝(2π/mλ0)*(C1h2+C2h4+C3h6+…)        (12)
在这种情况下，使用二阶相位系数C1由下式给出光焦度ΦD。
ΦD＝-2C1                                  (13)
此外，非球面形状由下式给出，其中，X代表沿光轴方向到表面的顶点的位移量，h(mm)代表沿与光轴垂直的方向到光轴的高度，r(mm)代表旁轴曲率半径，k是圆锥常数，并且，B、C、D、E、...是非球面系数。
〔数学式2〕
X ( h ) = ( 1 / r ) h 2 1 + 1 - ( 1 + k ) ( h / r ) 2 + Bh 4 + Ch 6 + Dh 8 + Eh 10 + · · · - - - ( 14 )
在相位系数和非球面系数中，“E±XX”意思是“×10±XX”。
表1示出在实施例中使用的折射光学元件LR的材料特性，并且，表2示出数值例中的上述条件式的值。
(第一数值例)
f＝294.0(mm) Fno＝4.14 2ω＝8.42°
j         Rj                   Dj              Nj                vj
1       131.4134              8.40            1.48749           70.26
2       -362.0158             0.15            1.00000
3       105.6300              7.24            1.48749           70.26
4       1575.6344(LD1)        0.51            1.70877           21.63(LR1)
5       -325820.0000          6.03            1.00000
6       -569.9869             3.40            1.84666           23.94
7       289.8452              2.85            1.00000
8       72.6123               4.60            1.62588           35.71
9       119.1875              16.97           1.00000
10      45.6568               3.00            1.84666           23.94
11      37.8116               12.10           1.00000
12      ∞(孔径光阑)          4.00            1.00000
13      271.0125              3.12            1.76182           26.53
14      -124.7583             2.00            1.83481           42.72
15      81.7076               28.91           1.00000
16      385.3097              1.60            1.84666           23.94
17      42.0054               5.18            1.62588           35.71
18      -93.7225              1.00            1.00000
19      76.3603               1.66998         39.29
20      -45.9821              1.60            1.60738           56.83
21      34.8830               5.71            1.00000
22      -55.0447              1.70            1.48749           70.26
23      173.5912              4.13            1.00000
24      66.1778               7.99            1.62004           36.28
25      -51.8413              2.50            1.84666           23.94
26      -98.4185              85.94           1.00000
衍射表面数据
LD1   C1 -3.95579E-05
(第二数值例)
f＝294.0(mm) Fno＝4.31 2ω＝8.42°
j           Rj                    Dj           Nj              vj
1         141.9128               7.89         1.48749         70.26
2         -298.4405              0.15         1.00000
3         103.6309               6.96         1.48749         70.26
4         1709.1750              0.45         1.70877         21.63(LR1)
5         -9.9823E+13            0.93         1.00000
6         -704.3912              3.40         1.84666         23.94
7         312.1464               0.15         1.00000
8         83.9618                4.28         1.62588         35.71
9       132.9057(LD1)               24.62          1.00000
10      46.5416                     3.00           1.84666           23.94
11      39.0555                     11.76          1.00000
12      36.8250(孔径光阑)           0.00           1.00000
13      271.0573                    3.11           1.76182           26.53
14      -116.0580                   2.00           1.83481           42.72
15      81.7076                     32.34          1.00000
16      430.5218                    1.60           1.84666           23.94
17      41.7218                     5.13           1.62588           35.71
18      -93.3203                    1.00           1.00000
19      78.1060                     5.84           1.66998           39.29
20      -44.7552                    1.60           1.60738           56.83
21      34.7411                     5.79           1.00000
22      -53.7728                    1.70           1.48749           70.26
23      178.4754                    4.17           1.00000
24      65.9606                     8.23           1.62004           36.28
25      -47.1859                    2.50           1.84666           23.94
26      -89.6667                    83.97          1.00000
衍射表面数据
LD1  C1 -4.62885E-05
(第三数值例)
f＝87.3(mm) Fno＝1.34 2ω＝27.8°
j         Rj                              Dj          Nj              vj
1        83.3337                         7.29        1.69680         55.53
2       588.1013                   0.15           1.00000
3       62.0900                    10.39          1.83481           42.72
4       65.8867                    0.15           1.00000
5       55.1449(非球面)            18.95          1.83400           37.16
6       129.3070                   1.77           1.70877           21.63(LR1)
7       1455.6152(LD1)             3.74           1.84666           23.94
8       27.1909                    12.21          1.00000
9       35.1250(孔径光阑)          0.00           1.00000
10      -28.8458                   4.23           1.72151           29.23
11      100.2460                   9.38           1.83481           42.72
12      -43.5749                   0.15           1.00000
13      201.9952                   4.17           1.83400           37.16
14      -92.9218                   1.60           1.00000
15      140.4962                   2.70           1.48749           70.24
16      2782.9796                  39.00          1.00000
衍射表面数据
LD1  C1 -1.72219E-04
非球面数据
第五表面    B-1.70955E-07
            C-8.93743E-12
            D-1.17124E-13
            E 4.51467E-17
(第四数值例)
f＝24.5(mm) Fno＝2.9 2ω＝93°
j         Rj                       Dj           Nj             vj
1        65.1668                  3.74         1.69680        55.53
2        160.5431                 0.15         1.00000
3        44.7659                  2.12         1.80610        40.93
4        16.2129                  5.75         1.00000
5        18.7865                  1.87         1.80518        25.42
6        21.4346                  3.96         1.00000
7        22.0539                  1.84         1.79952        42.22
8        10.7320                  2.47         1.00000
9        57.5666                  1.46         1.80518        25.42
10       -165.6136                0.34         1.00000
11       -944.0887                2.74         1.54814        45.78
12       125.3176                 4.20         1.00000
13       0.0000(孔径光阑)         0.52         1.00000
14       37.8326                  7.63         1.83400        37.16
15       -19.3073                 2.49         1.00000
16       -18.9022                 3.89         1.84666        23.94
17       29.3359(LD1)             0.48         1.70877        21.63(LR1)
18       41.0331                  1.09         1.00000
19       -77.6469                 2.79         1.56384        60.67
20       -16.1002                 0.16         1.00000
21       -392.9321                2.44         1.58913        61.13
22       -26.9820                 37.19        1.00000
衍射表面数据
LD1  C1 -1.76518E-04
(第五数值例)
f＝5.82-18.45-70.22(mm) Fno＝2.88-3.8-3.56
2ω＝63.4°-22°-5.86°
j        Rj                         Dj           Nj            vj
1       52.8532                    1.40         1.84666       23.78
2       30.2616(LD1)               0.37         1.70877       21.63(LR1)
3       32.1752                    3.78         1.60311       60.64
4       -3291.2034                 0.15         1.00000
5       31.3617                    2.12         1.62041       60.29
6       98.3870                    可变         1.00000
7       62.3065                    0.89         1.77250       49.60
8       9.2698                     3.32         1.00000
9       -65.1459                   0.71         1.77250       49.60
10      16.7984                    3.37         1.00000
11      18.9762                    1.49         1.92286       18.90
12      42.4232                    可变         1.00000
13      0.0000(孔径光阑)           可变         1.00000
14      8.4326(非球面)             3.10         1.58913       61.15
15      120.5757                   3.34         1.00000
16      79.5816                    0.90         1.90366       31.32
17      8.7262                     0.60         1.00000
18      18.5528                    1.74         1.48749       70.23
19      -15.4413                   可变         1.00000
20      0.0000(孔径光阑)           可变         1.00000
21      13.2150                    2.82         1.71300       53.87
22      -32.2934(LD2)              0.55         1.70877       21.63(LR2)
23      -15.2127                   0.94         1.68893       31.07
24      22.8471                    10.37        1.00000
\焦距      5.82         18.45          70.22
可变间隙\
D6         0.80         13.01          28.48
D12        31.00        16             1.35
D13        5.87         2.72           1.36
D19        1.10         1.71           4.39
D20        3.00         4.95           6.27
衍射表面数据
LD1  C1 -8.44780E-05
LD2  C1 -3.03602E-04
非球面数据
第十四表面     k    -6.56135E-01
               B    7.61281E-06
               C    2.28418E-07
               D    -1.80542E-09
               E    2.02947E-10
〔表1〕
  包含分散的TiO2微粒的材料
  Nd   1.70877
  Ng   1.75988
  NC   1.70033
  NF   1.73310
  vd   21.63
  θgd   1.5594
  θdC   0.2576
〔表2〕
下面将参照图12描述包括本发明的光学系统的光学装置的例子。图12示出使用实施例的光学系统作为成像光学系统的数字静物照相机的实施例。在图12中，附图标记20表示照相机机身。成像光学系统21由上述第一到第五实施例的光学系统中的任一个形成。诸如CCD传感器或CMOS传感器之类的固态图像拾取元件(光电转换元件)22被置于照相机机身中，并且，接收由成像光学系统21形成的被摄体图像。存储器23记录与由固态图像拾取元件22光电转换的被摄体图像对应的信息。取景器24由液晶显示板等形成，并被用于观察在固态图像拾取元件22上形成的被摄体图像。通过在各种光学装置中如此使用本发明的光学系统，有效地享受本发明的优点。
虽然已参照示例性实施例描述了本发明，但应理解，本发明不限于公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应被赋予最宽的解释以包含所有这样的变更方式以及等同的结构和功能。
附图标记列表
L1：第一透镜单元
L2：第二透镜单元
L3：第三透镜单元
L4：第四透镜单元
LD1：第一衍射光学元件
LD2：第二衍射光学元件
LR1：第一折射光学元件
LR2：第二折射光学元件
SP：孔径光阑
IP：像面
d：d线
g：g线
C：C线
F：F线
ΔM：子午像面
ΔS：弧矢像面

Claims (6)

1.一种光学系统，该光学系统在孔径光阑的物侧和像侧中的至少一个上包含衍射光学元件和折射光学元件，其特征在于，满足以下条件：
|Δθgd|＞0.038
0.003＜|δθdC|＜0.038
(ΦR×vd×δθdC)×(-ΦD)＜0
其中，vd代表折射光学元件的阿贝数，θgd代表对于g线和d线的部分色散比，θdC代表对于d线和C线的部分色散比，ΦR代表当折射光学元件的光入射表面和光出射表面均与空气接触时所提供的光焦度，ΦD代表衍射光学元件的光焦度，以及
其中，Δθgd＝θgd-(-1.687×10-7·vd 3+5.702×10-5·vd 2-6.603×10-3·vd+1.462)，并且，δθdC＝θdC-(-0.1968θgd+0.5480)。
2.根据权利要求1的光学系统，其中，满足以下条件：
(ΦR×vd×Δθgd)×ΦD＞0。
3.根据权利要求1的光学系统，其中，满足以下条件：
vd＜60。
4.根据权利要求1的光学系统，其中，满足以下条件：
ΦD/ΦR＜0.4。
5.根据权利要求1的光学系统，其中，所述衍射光学元件和所述折射光学元件被设置在同一透镜单元中。
6.一种包括根据权利要求1～5中的任一项的光学系统的光学装置。
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