CN103713378A - 折反射透镜系统以及图像拾取单元 - Google Patents

Abstract

一种折反射透镜系统包括：包括凹面镜和凸面镜和具有正折射力的第一透镜组；具有正折射力的第二透镜组；以及具有负折射力的第三透镜组，第一到第三透镜组沿着入射光的行进方向依次设置在入射光的光路上。

Description

折反射透镜系统以及图像拾取单元

交叉引用相关申请

本申请要求2012年10月4日提交的日本优先权专利申请JP2012-221778基于35U.S.C.§119的优先权利益，在此通过引用并入其全部内容。

技术领域

本公开涉及具有长焦距和适合静止图像拍摄和视频拍摄的折反射透镜系统以及使用这样的折反射透镜系统的图像拾取单元。

背景技术

众所周知，由反射系统和折射系统构成的折反射透镜系统在缩短整个透镜长度和减小色差方面是非常有利的，具有适合长焦透镜的配置。虽然折反射透镜系统的典型聚焦模式包括像单元聚焦模式那样改变整个透镜长度的模式和改变两个反射表面之间的空间的模式，但存在整个光学长度不变的内部聚焦模式折反射透镜系统。例如，日本待审专利申请公告第S58-205124号公开了包括包括反射件和具有正折射力的第一透镜组、可沿着光轴移动和具有负折射力的第二透镜组和具有正折射力的第三透镜组的折反射透镜系统，第一到第三透镜组沿着入射光的行进方向依次设置在入射光的光路上。在公开在日本待审专利申请公告第S58-205124号中的折反射透镜系统中，利用处在聚焦到无穷远的状态下的第一透镜组和第二透镜组以及第二透镜组朝着像面侧行进使折反射透镜系统聚焦在短距离上的物体上来形成远焦系统。

另一方面，近年来，已经提供了作为没有快速返回反射镜的单镜头反射式摄像机的所谓单镜头无反射镜摄像机。由于除去了快速返回反射镜，所以使摄像机的机身小型化，并且显著提高了携带方便性。由于与单镜头反射式摄像机不同，在单镜头无反射镜摄像机中，光线不断地到达用于图像拾取的图像拾取器件，所以单镜头无反射镜摄像机适合高质量视频拍摄。此外，所谓的摆动技术是众所周知的。在摆动技术中，为了在视频拍摄期间一直聚焦在相对于摄像机来回运动的物体上，使透镜作轻微振动，并沿着可达到高对比度的方向移动。为了使聚焦组进行摆动操作，优选地使聚焦组具有作为聚焦模式的内部聚焦模式，并且被配置成尺寸和重量尽可能小。当聚焦组的尺寸和重量减小时，可实现包括聚焦驱动机构的整个透镜的尺寸的减小，以及也可实现聚焦驱动引起的功耗的减小。

发明内容

在折反射透镜采用单元聚焦模式作为聚焦模式的情况下，聚焦的透镜延伸量随着透镜的焦距增大而增大；因此，采用这种模式的折反射透镜不适合小型化。此外，由于驱动部分的重量较重，所以大的驱动力是必不可少的，并且难以通过摆动操作应付视频拍摄。在折反射透镜采用改变两个反射表面之间的空间的模式作为聚焦模式的情况下，可以极大地减小透镜延伸量；但是，驱动机构需要大的驱动力，并且与上述单元聚焦模式一样难以应付视频拍摄。进一步，两个反射表面之间的偏心率对光学性能极其敏感，并且在制造时难以充分减小由聚焦引起的偏心率。进一步，由于两个反射表面之间的距离的改变在光学上也是极其敏感的，所以设计上的问题仍然在于近距离聚焦期间像差的起伏增大。

在公开在日本待审专利申请公告第S58-205124号中的折反射透镜系统中，由于采用了内部聚焦模式作为聚焦模式，所以聚焦组无需重反射镜式透镜，并且允许减小驱动机构的驱动力。但是，由于聚焦组在两个反射表面之间，或在反射表面附近行进，所以难以保证有足够的空间布置驱动机构，并因此使得透镜尺寸增大。此外，由于折反射透镜系统是长焦距的透镜，所以手的运动会使拍摄的画面变模糊，但折反射透镜系统不包括防振机构。于是，难以减小手的运动的影响。为了减少手的运动的影响，有必要包括防振组。进一步，由于折反射透镜系统包括具有正折射力的第一透镜组、具有负折射力的第二透镜组和具有正折射力的第三透镜组，减小通过与图像拾取器件最接近的表面的最外面光束相对于光轴的角度会使到图像拾取器件上形成图像的位置的距离增大，有必要具有长的后焦距；因此，折反射透镜系统在小型化方面是不利的。更进一步，进行将孔钻过反射镜式透镜的处理，以及在孔部附近设置固定光学系统的机构是极其困难的。另外，由于在制造时难以减小由对光学性能敏感的聚焦引起的偏心率，以及难以减小近距离聚焦期间像差的起伏，所以有必要让折反射透镜系统由大量透镜构成。其结果是，存在聚焦组的重量增大以及驱动机构大型化的问题。

最好是提供尺寸小、重量轻、和焦距长的折反射透镜系统以及包括这样折反射透镜系统的图像拾取单元。

按照本公开的一个实施例，提供了包括如下的折反射透镜系统：包括凹面镜和凸面镜和具有正折射力的第一透镜组；具有正折射力的第二透镜组；以及具有负折射力的第三透镜组，第一到第三透镜组沿着入射光的行进方向依次设置在入射光的光路上。

按照本公开的一个实施例，提供了设置有折反射透镜系统和图像拾取器件的图像拾取单元，该图像拾取器件被配置成输出与该折反射透镜系统形成的光学图像相对应的图像拾取信号，该折反射透镜系统包括：包括凹面镜和凸面镜和具有正折射力的第一透镜组；具有正折射力的第二透镜组；以及具有负折射力的第三透镜组，第一到第三透镜组沿着入射光的行进方向依次设置在入射光的光路上。

在按照本公开实施例的折反射透镜系统和图像拾取单元中，虽然透镜系统采用了在第一透镜组中包括凹面镜和凸面镜的折反射配置，但实现了整个折射力布置的优化和每个透镜组的配置的优化。

在按照本公开实施例的折反射透镜系统和图像拾取单元中，虽然透镜系统采用对长焦距有利的折反射配置，但实现了整个折射力布置的优化和每个透镜组的配置的优化；因此，可获得尺寸小、重量轻、和焦距长的光学系统。

应该理解的是，前面的一般描述和下面的详细描述两者都是示范性的，旨在提供如要求保护的技术的进一步说明。

附图说明

包括附图是为了使本技术得到进一步理解，将其并入本说明书中构成本说明书的一部分。这些附图例示了一些实施例，并与本说明书一起，用于说明本技术的原理。

图1是例示按照本公开一个实施例的折反射透镜系统的第一配置示例的剖视图；

图2是例示该折反射透镜系统的第二配置示例的剖视图；

图3是例示该折反射透镜系统的第三配置示例的剖视图；

图4是例示该折反射透镜系统的第四配置示例的剖视图；

图5是例示聚焦在与数值示例1相对应的折反射透镜系统的无穷远上时的球差、像散和畸变的像差图；

图6是例示聚焦在与数值示例1相对应的折反射透镜系统的中等距离上时的球差、像散和畸变的像差图；

图7是例示聚焦在与数值示例1相对应的折反射透镜系统的最小距离上时的球差、像散和畸变的像差图；

图8是例示与数值示例1相对应的没有防振的折反射透镜系统的横向像差的像差图；

图9是例示与数值示例1相对应的有防振的折反射透镜系统的横向像差的像差图；

图10是例示聚焦在与数值示例2相对应的折反射透镜系统的无穷远上时的球差、像散和畸变的像差图；

图11是例示聚焦在与数值示例2相对应的折反射透镜系统的中等距离上时的球差、像散和畸变的像差图；

图12是例示聚焦在与数值示例2相对应的折反射透镜系统的最小距离上时的球差、像散和畸变的像差图；

图13是例示聚焦在与数值示例3相对应的折反射透镜系统的无穷远上时的球差、像散和畸变的像差图；

图14是例示聚焦在与数值示例3相对应的折反射透镜系统的中等距离上时的球差、像散和畸变的像差图；

图15是例示聚焦在与数值示例3相对应的折反射透镜系统的最小距离上时的球差、像散和畸变的像差图；

图16是例示聚焦在与数值示例4相对应的折反射透镜系统的无穷远上时的球差、像散和畸变的像差图；

图17是例示聚焦在与数值示例4相对应的折反射透镜系统的中等距离上时的球差、像散和畸变的像差图；

图18是例示聚焦在与数值示例4相对应的折反射透镜系统的最小距离上时的球差、像散和畸变的像差图；以及

图19是例示图像拾取单元的配置示例的方块图。

具体实施方式

下面参照附图详细描述本公开的一些实施例。要注意的是，该描述按如下次序给出。

1.透镜的基本配置

2.功能和效果

3.对图像拾取单元的应用示例

4.透镜的数值示例

5.其他实施例

[1.透镜的基本配置]

图1例示了按照本公开一个实施例的折反射透镜系统的第一配置示例。该配置示例对应于后面将描述的数值示例1的透镜配置。同样，图2到4例示了分别对应于后面将描述数值示例2到4的透镜配置的第二到第四配置示例。在图1等中，“Simg”代表像面，以及“Z1”代表光轴。

尽管与例示在图1等中的配置示例相对应地适当描述按照本公开实施例的折反射透镜系统的配置，但本公开的技术不局限于例示在这些图中的配置示例。

按照该实施例的折反射透镜系统包括包括凹面镜L12A和凸面镜L13和具有正折射力的第一透镜组GR1、具有正折射力的第二透镜组GR2以及具有负折射力的第三透镜组GR3，第一到第三透镜组GR1到GR3沿着入射光的行进方向依次设置在入射光的光路上。

要注意的是，例如，在图1中的第一配置示例中，第一透镜组GR1包括具有在物面侧的第一表面和在像面侧的第二表面的弯月形透镜L12。第一表面是凹透明表面，第二表面具有在外围区中的反射表面和在中心区中的透明表面。凹面镜L12A在外围区中形成，透射-折射透镜部分L12B在中心区中形成。凸面镜L13具有在物面侧的第三表面和在像面侧的第四表面。第三表面是反射表面，第四表面是凸透明表面。

第二透镜组GR2优选地可以布置在凹面镜L12A的像面侧。此外，第二透镜组GR2沿着与光轴Z1平行的方向的行进可以优选地使折反射透镜系统聚焦在短距离上的物体上。第二透镜组GR2优选地可由一个凸透镜L21组成。

第三透镜组GR3包括处在其最物面侧位置上的凹透镜L31，优选地可以通过沿着与光轴Z1垂直的方向移动凹透镜L31进行防振。

按照该实施例的折反射透镜系统优选地满足以下预定条件表达式等。

[2.功能和效果]

接着，下面描述按照该实施例的折反射透镜系统的功能和效果。

在按照该实施例的折反射透镜系统中，允许将其透镜尺寸小型化到对于使用折光系统的长焦距透镜来说不切实际的尺寸。在该折反射透镜系统中，通过具有正折射力的第一透镜组GR的光线通过具有正折射力的第二透镜组GR2，然后通过具有负折射力的第三透镜组GR3，从而增大通过与图像拾取器件最接近的表面的最外面光束相对于光轴Z的角度。因此，允许减小到图像拾取器件上形成图像的位置的距离（后焦距），以及允许减小整个光学长度。因此，可实现整个透镜的小型化。

由于按照该实施例的折反射透镜系统包括具有正折射力的第一透镜组GR1、具有正折射力的第二透镜组GR2以及具有负折射力的第三透镜组GR3，所以在减小聚焦组的尺寸和重量方面是有利的，并且允许减小包括聚焦组的驱动机构的透镜尺寸。更具体地说，当布置在凹面镜L12A的像面侧的第二透镜组GR2用作聚焦组时，允许减小该聚焦组的尺寸和重量。由于允许减小该聚焦组的尺寸和重量，所以在视频拍摄期间允许进行摆动操作，并且即使在视频拍摄期间也可以顺利地一直聚焦在物体上。尤其，当聚焦组由一个凸透镜L12构成时，允许减小为聚焦移动的透镜组的重量，允许小型化配置成驱动聚焦组的驱动机构，以及允许小型化镜筒。因此，在保证透镜尺寸减小的同时，可实现低功耗的高速聚焦。

此外，在按照该实施例的折反射透镜系统中，允许沿着与光轴Z1垂直的方向移动处在第三透镜组GR3的最物面侧位置上的凹透镜L31以便起防振组的作用。防振组对减小在黑暗地方拍摄，或拍摄运动物体时引起的手的运动的影响有较大效果。

（条件表达式描述）

按照该实施例的折反射透镜系统被允许通过优化各个透镜组的配置，以便满足一个或多个以下条件表达式，优选地满足两个或更多个以下条件表达式的组合达到更有利的性能。、

0<f2/f<0.4......(1)，

其中f2是第二透镜组GR2的焦距，以及

f是聚焦在无穷远上的物体上的折反射透镜系统的总焦距。

当f2/f大于条件表达式（1）的上限时，第二透镜组GR2的力变得太弱，在减小整个长度方面是不利的。相反，当f2/f小于条件表达式（1）的下限时，第二透镜组GR2的力变得太强，使聚焦起伏增大。因此，在保持高光学性能的同时，允许通过设置条件表达式（1）的数值范围减小整个光学长度。

要注意的是，为了达到较高光学性能，条件表达式（1）的数值范围优选地可以设置成如下条件表达式（1）′。

0.05<f2/f<0.3......(1)′，

-2.0<f3/f<0......(2)，

其中f3是第三透镜组GR3的焦距。

当f3/f大于条件表达式（2）的上限时，第三透镜组GR3的力变得太弱，使防振期间的性能极大地下降。相反，当f3/f小于条件表达式（2）的下限时，第三透镜组GR3的力变得太强，在减小整个长度方面是不利的。因此，在保持高光学性能的同时，允许通过设置条件表达式（2）的数值范围减小整个光学长度。

要注意的是，为了达到较高光学性能，条件表达式（2）的数值范围优选地可以设置成如下条件表达式（2）′。

1.5<f3/f<0......(2)′，

2.0<(r2+r1)/(r2-r1)<10......(3)，

其中r1是凹面镜L12A的第一表面上的曲率半径，以及

r2是凹面镜L12A的第二表面上的曲率半径。

条件表达式（2）定义包括在第一透镜组GR1中的凹面镜L12A的形状。当(r2+r1)/(r2-r1)大于条件表达式（3）的上限时，球差朝着负向大幅度偏移，像散朝着正向大幅度偏移，相反，当(r2+r1)/(r2-r1)小于条件表达式（3）的下限时，球差朝着负向大幅度偏移，像散朝着负向大幅度偏移；因此，难以顺利地校正像差。因此，在保持高光学性能的同时，允许通过设置条件表达式（3）的数值范围减小整个光学长度。

要注意的是，为了达到较高光学性能，条件表达式（3）的数值范围优选地可以设置成如下条件表达式（3）′。

4.0<(r2+r1)/(r2-r1)<9.5......(3)′，

0<(r3+r4)/(r3-r4)<8.0......(4)，

其中r3是凸面镜L13的第三表面的曲率半径，以及

r4是凸面镜L13的第四表面的曲率半径。

条件表达式（4）定义包括在第一透镜组GR1中的凸面镜L13的形状。当(r3+r4)/(r3-r4)大于条件表达式（4）的上限时，球差朝着正向大幅度偏移，像散朝着负向大幅度偏移，相反，当(r3+r4)/(r3-r4)小于条件表达式（4）的下限时，球差朝着负向大幅度偏移，像散朝着正向大幅度偏移；因此，难以顺利地校正像差。因此，在保持高光学性能的同时，允许通过设置条件表达式（4）的数值范围减小整个光学长度。

要注意的是，为了达到较高光学性能，条件表达式（4）的数值范围优选地可以设置成如下条件表达式（4）′。

2.0<(r3+r4)/(r3-r4)<7.0......(4)′。

因此，在该实施例中，透镜系统具有对长焦距有利的折反射配置，实现了整个折射力布置的优化和每个透镜组的配置的优化；因此，可获得尺寸小、重量轻和焦距长的光学系统。

[对图像拾取单元的应用示例]

图19例示了应用按照该实施例的折反射透镜系统的图像拾取单元100的配置示例。图像拾取单元100可以是，例如，数字静态照相机，包括摄像机方块10、摄像机信号处理部分20、图像处理部分30、LCD（液晶显示器）40、R/W（读写器）50、CPU（中央处理单元）60和输入部分70

摄像机方块10具有图像拾取功能，包括包括作为图像拾取透镜的透镜系统11（折反射透镜系统1，2，3或4）和像CCD（电荷耦合器件）和CMOS（互补金属氧化物半导体）那样的图像拾取器件12的光学系统。图像拾取器件12将透镜系统11形成的光学图像转换成电信号，以便输出与光学图像相对应的图像拾取信号（图像信号）。

摄像机信号处理部分20对从图像拾取器件12输出的图像信号进行各种信号处理（如，模数转换、噪声消除、图像质量校正和转换成亮度-色度信号）。

图像处理部分30执行记录和再现图像信号的处理，并根据预定图像数据格式、数据规范（如，分辨率）转换等对图像信号进行压缩编码和解压解码。

LCD40具有显示用户在输入部分70上的操作的状态以及像拍摄的图像那样的各种数据的功能。R/W50将通过图像处理部分30编码的图像数据写入存储卡1000中，并读取记录在存储卡1000上的图像数据。存储卡1000可以是，例如，可附接在与R/W50相连的插槽上或可从与R/W50相连的插槽上卸下的半导体存储器。

CPU60起控制包括在图像拾取单元100中的每个电路块的控制处理部分的作用，CPU60根据来自输入部分70等的指令输入信号控制每个电路块。输入部分70由允许用户进行所希望操作的各种开关等构成，并且可以由，例如，进行快门操作的快门释放按钮、选择操作模式的选择器开关等构成。输入部分70将与用户的操作相对应的指令输入信号输出到CPU60。透镜驱动控制部分80根据来自CPU60的控制信号，控制布置在摄像机方块10中的透镜的驱动，以及控制驱动透镜系统11的每个透镜的电机等（未例示出来）。

尽管未例示出来，但图像拾取单元100包括检测由手的运动引起的图像拾取单元100的振动的振动检测部分。

下面描述图像拾取单元100的操作。

在等待拍摄模式下，在CPU60的控制下，通过摄像机信号处理部分20将利用透镜方块10捕获的图像信号输出到LCD40，并显示成通过摄像机显示的图像（camera-through image）。例如，当从输入单元70输入聚焦的指令输入信号时，CPU60将控制信号输出到透镜驱动控制部分80，并根据透镜驱动控制部分80的控制移动透镜系统11的预定透镜。

当响应来自输入部分70的指令输入信号操作摄像机方块10中的快门（未例示出来）时，将捕获的图像信号从摄像机信号处理部分20输出到图像处理部分30以便加以压缩编码，并以预定数据格式将处理后信号转换成数字数据。将转换的数据输出到R/W50，并写入存储卡1000中。

要注意的是，由透镜驱动控制部分80根据来自CPU60的控制信号，例如，当输入部分70的快门释放按钮被按下一半或完全按下来记录（拍摄）时，通过移动透镜系统11的预定透镜进行聚焦。

当再现记录在存储卡1000上的图像数据时，由R/W50按照输入部分70上的操作从存储卡1000中读取预定图像数据，并由图像处理部分30解压解码该图像数据以形成再现图像数据。然后，将再现图像数据输出到LCD40，于是显示再现的图像。

此外，CPU60根据从振动检测部分（未例示出来）输出的信号操作透镜驱动控制部分80，使透镜组按照振动量沿着与光轴Z1大体垂直的方向偏移来防振。

要注意的是，在上述实施例中，描述了应用图像拾取单元作为数字静态照相机的示例。但是，图像拾取单元的应用范围不局限于数字静态照相机，而是可以应用图像拾取单元100作为其他各种电子装置，例如，镜头可换摄像机和数字视频摄像机的任何一种或几种。

[示例]

（4.透镜的数值示例）

接着，下面将描述按照该实施例的折反射透镜系统的具体数值示例。

要注意的是，例示在如下的表格和描述中的标号的含义如下。“表面号”是在入射光的光路上和沿着入射光的行进方向依次递增的第i表面的号码。“Ri”是第i表面的近轴曲率半径（mm）。“Di”是光轴上第i表面与第i+1表面之间的距离。“Ni”是具有第i表面的光学元件材料在d线（具有587.6nm的波长）上的折射率值。“vi”是具有第i表面的光学元件材料在d线上的阿贝（Abbe）数。作为“Ri”的值的“∞”代表平面，或孔径光阑（St）。在“表面号”中具有“STO”的表面是孔径光阑St。

在“表面号”中具有“ASP”的表面是非球面。非球面的形状通过如下非球面表达式表示，其中“x”是沿着光轴方向相对于透镜表面的顶点的距离（凹陷量），“Y”是沿着与光轴方向垂直的方向的高度，“c”是透镜顶点上的近轴曲率（曲率半径的倒数），“K”是cornic常数，以及“Ai”是第i阶非球面系数，其中“i”是3或更大的整数。要注意的是，在后面将描述的示出非球面系数的各个表格中，“E-i”是底数为10的幂的指数，即，“10^-i”。例如，“0.12345E-05”的意思是“0.12345×10^-5”。

（非球面表达式）

x=cY²/[1+{1-(1+K)c²Y²}^1/2]+ΣAi·Yⁱ

（各个数值示例共有的配置）

按照如下各个数值示例的折反射透镜系统具有上述基本透镜配置和满足优选条件的配置。按照各个数值示例的折反射透镜系统每一种都包括包括凹面镜L12A和凸面镜L13和具有正折射力的第一透镜组GR1、具有正折射力的第二透镜组GR2以及具有负折射力的第三透镜组GR3。第一到第三透镜组GR1到GR3沿着入射光的行进方向依次设置在入射光的光路上。

第一透镜组GR1包括沿着入射光的行进方向依次设置在入射光的光路上的凸透镜L11、凹表面朝着物面侧的弯月形透镜L12、凸面镜L13和凹透镜L14。在凹表面朝着物面侧的弯月形透镜L12的外围区中，通过在弯月形透镜L12的外围区的像面侧的表面上形成反射表面形成凹面镜L12A，在弯月形透镜L12的中心区中形成透射-折射透镜部分L12B。此外，通过在凸表面朝着像面侧的弯月形透镜的物面侧的表面上形成反射表面形成凸面镜L13。将凸面镜L13布置在凸透镜L11与弯月形透镜L12之间。要注意的是，入射在第一透镜组GR1的光束依次通过凸透镜L11、凹面镜L12A、凸面镜L13、弯月形透镜L12的透镜部分L12B和凹透镜L14。

将第二透镜组GR2布置在凹面镜L12A的像面侧。第二透镜组GR2沿着与光轴Z1平行的方向行进使折反射透镜系统聚焦在短距离上的物体上。第二透镜组GR2由一个凸透镜L21构成。将孔径光阑St布置在第二透镜组GR2的像面侧，在聚焦时，孔径光阑St与第二透镜组GR2一起整体行进。

第三透镜组GR3从物面侧开始依次包括凹透镜L31和弯月形透镜L32。通过沿着与光轴Z1垂直的方向移动凹透镜L31来防止振动。

将像密封玻璃那样用于图像拾取器件保护的光学件SG和各种滤光器的任何一种或几种布置在第三透镜组GR3与像面Simg之间。

[数值示例1]

表1～3例示了与例示在图1中的按照第一配置示例的折反射透镜系统1相对应的具体数值示例。更具体地说，表1例示了基本透镜数据，表2例示了非球面的数据，以及表3例示了其他数据。

在数值示例1中，第一透镜组GR1中的凹透镜L14的两个表面和第二透镜组GR2中的凸透镜L21的两个表面都是非球面。表2与cornic常数K的数值一起分别例示了四阶、六阶、八阶和十阶非球面系数A4、A6、A8和A10的数值。

表3例示了聚焦在无穷远上、聚焦在中等距离（1/40的放大倍数）上和聚焦在最小物距（MOD）上时的焦距f、F数（光圈数）Fno和半视角ω。在数值示例1中，当聚焦在无穷远与最小物距之间时，改变第二透镜组GR2之前和之后的表面间隔D12和D15。表3还例示了聚焦在无穷远上、聚焦在中等距离上和聚焦在最小物距上时表面间隔D12和D15的数值。

[表1]

[表2]

[表3]

与数值示例1相对应的折反射透镜系统1的像差性能例示在图5到7中。图5例示了聚焦在无穷远上时的像差。图6例示了聚焦在中等距离（1/40的放大倍数）上时的像差。图7例示了聚焦在最小物距（MOD）上时的像差。

作为像差图，图5到7例示了球差、像散（像场弯曲）和畸变。在这些像差图中，例示了d线（587.6nm）的参考波长上的像差。在球差的图形中，还例示了C线（656.27nm）上的像差和g线（435.83nm）上的像差。在像散的图形中，实线（S）和虚线（M）分别指示弧矢像面上的像差和子午像面上的像差。Y指示图像高度。

此外，图8和9例示了横向像差。图8例示了没有防振的横向像差，而图9例示了有防振的横向像差。

从像差图中可以看出，各种像差被顺利地校正，获得了卓越的成像性能。

[数值示例2]

表4～6例示了与例示在图2中的按照第二配置示例的折反射透镜系统2相对应的具体数值示例。更具体地说，表4例示了基本透镜数据，表5例示了非球面的数据，以及表6例示了其他数据。

在数值示例2中，第一透镜组GR1中的凹透镜L14的两个表面和第二透镜组GR2中的凸透镜L21的两个表面都是非球面。表5与cornic常数K的数值一起分别例示了四阶、六阶、八阶和十阶非球面系数A4、A6、A8和A10的数值。

表6例示了聚焦在无穷远上、聚焦在中等距离（1/40的放大倍数）上和聚焦在最小物距（MOD）上时的焦距f、F数（光圈数）Fno和半视角ω。在数值示例2中，当聚焦在无穷远与最小物距之间时，改变第二透镜组GR2之前和之后的表面间隔D12和D15。表6还例示了聚焦在无穷远上、聚焦在中等距离上和聚焦在最小物距上时表面间隔D12和D15的数值。

与数值示例2相对应的折反射透镜系统2的像差性能例示在图10到12中。图10例示了聚焦在无穷远上时的像差。图11例示了聚焦在中等距离上时的像差。图12例示了聚焦在最小物距上时的像差。

作为像差图，图10到12例示了球差、像散（像场弯曲）和畸变。在这些像差图中，例示了d线的参考波长上的像差。在球差的图形中，还例示了C线上的像差和g线上的像差。在像散的图形中，实线（S）和虚线（M）分别指示弧矢像面上的像差和子午像面上的像差。Y指示图像高度。

从这些像差图中可以看出，各种像差顺利地得到校正，获得了卓越的成像性能。

[表4]

[表5]

[表6]

[数值示例3]

表7～9例示了与例示在图3中的按照第三配置示例的折反射透镜系统3相对应的具体数值示例。更具体地说，表7例示了基本透镜数据，表8例示了非球面的数据，以及表9例示了其他数据。

在数值示例3中，第一透镜组GR1中的凹透镜L14的两个表面和第二透镜组GR2中的凸透镜L21的两个表面都是非球面。表8与cornic常数K的数值一起分别例示了四阶、六阶、八阶和十阶非球面系数A4、A6、A8和A10的数值。

表9例示了聚焦在无穷远上、聚焦在中等距离（1/40的放大倍数）上和聚焦在最小物距（MOD）上时的焦距f、F数（光圈数）Fno和半视角ω。在数值示例3中，当聚焦在无穷远与最小物距之间时，改变第二透镜组GR2之前和之后的表面间隔D12和D15。表9还例示了聚焦在无穷远上、聚焦在中等距离上和聚焦在最小物距上时表面间隔D12和D15的数值。

[表7]

[表8]

[表9]

与数值示例3相对应的折反射透镜系统3的像差性能例示在图13到15中。图13例示了聚焦在无穷远上时的像差。图14例示了聚焦在中等距离上时的像差。图15例示了聚焦在最小物距上时的像差。

作为像差图，图13到15例示了球差、像散（像场弯曲）和畸变。在这些像差图中，例示了d线的参考波长上的像差。在球差的图形中，还例示了C线上的像差和g线上的像差。在像散的图形中，实线（S）和虚线（M）分别指示弧矢像面上的像差和子午像面上的像差。Y指示图像高度。

从这些像差图中可以看出，各种像差顺利地得到校正，获得了卓越的成像性能。

[数值示例4]

表10～12例示了与例示在图4中的按照第四配置示例的折反射透镜系统4相对应的具体数值示例。更具体地说，表10例示了基本透镜数据，表11例示了非球面的数据，以及表12例示了其他数据。

在数值示例4中，第一透镜组GR1中的凹透镜L14的两个表面和第二透镜组GR2中的凸透镜L21的两个表面都是非球面。表11与cornic常数K的数值一起分别例示了四阶、六阶、八阶和十阶非球面系数A4、A6、A8和A10的数值。

[表10]

[表11]

[表12]

表12例示了聚焦在无穷远上、聚焦在中等距离（1/40的放大倍数）上和聚焦在最小物距（MOD）上时的焦距f、F数（光圈数）Fno和半视角ω。在数值示例4中，当聚焦在无穷远与最小物距之间时，改变第二透镜组GR2之前和之后的表面间隔D12和D15。表12还例示了聚焦在无穷远上、聚焦在中等距离上和聚焦在最小物距上时表面间隔D12和D15的数值。

与数值示例4相对应的折反射透镜系统4的像差性能例示在图16到18中。图16例示了聚焦在无穷远上时的像差。图17例示了聚焦在中等距离上时的像差。图18例示了聚焦在最小物距上时的像差。

作为像差图，图16到18例示了球差、像散（像场弯曲）和畸变。在这些像差图中，例示了d线的参考波长上的像差。在球差的图形中，还例示了C线上的像差和g线上的像差。在像散的图形中，实线（S）和虚线（M）分别指示弧矢像面上的像差和子午像面上的像差。Y指示图像高度。

从这些像差图中可以看出，各种像差顺利地得到校正，获得了卓越的成像性能。

[各个示例的其他数值数据]

表13例示了各个数值示例中的与上述条件表达式有关的所有数值。从表13中可以看出，各个数值示例的数值在相应的条件表达式的数值范围之内。

[表13]

条件表达式	示例1	示例2	示例3	示例4
					f2/f	0.14	0.1	0.16	0.26
f3/f	-0.78	-0.19	-0.64	-1.27
					(r2+r1)/(r2-r1)	6.78	6.58	8.9	4.65
(r3+r4)/(r3-r4)	5.4	5.61	6.45	2.6

（5.其他实施例）

本公开的技术不局限于上述实施例和上述示例，而是可以作各种修改。

例如，例示在上述数值示例中的部件的形状和数值仅仅是实现本技术的示例，本技术的技术范围不应该通过这些形状和数值从限制的意义上来理解。

此外，在上述实施例和上述示例中，描述了包括三个透镜组的配置；但是，可以采用进一步包括基本上没有折射力的透镜的配置。

此外，本公开的技术可以具有如下配置。

[1]一种折反射透镜系统，其包括：

包括凹面镜和凸面镜和具有正折射力的第一透镜组；

具有正折射力的第二透镜组；以及

具有负折射力的第三透镜组，

第一到第三透镜组沿着入射光的行进方向依次设置在入射光的光路上。

[2]按照[1]所述的折反射透镜系统，其中将该第二透镜组布置在该凹面镜的像面侧。

[3]按照[1]或[2]所述的折反射透镜系统，其中该第二透镜组沿着与光轴平行的方向行进使该折反射透镜系统聚焦在短距离上的物体上。

[4]按照[1]到[3]的任何一项所述的折反射透镜系统，其中

该第三透镜组包括处在其最物面侧位置上的凹透镜；以及

沿着与光轴垂直的方向移动该凹透镜使该折反射透镜系统可以防振。

[5]按照[1]到[4]的任何一项所述的折反射透镜系统，其中满足如下条件表达式：

0<f2/f<0.4......(1)，

其中f2是第二透镜组GR2的焦距，以及

f是聚焦在无穷远上的物体上的折反射透镜系统的总焦距。

[6]按照[1]到[5]的任何一项所述的折反射透镜系统，其中满足如下条件表达式：

-2.0<f3/f<0......(2)，

其中f3是第三透镜组GR3的焦距。

[7]按照[1]到[6]的任何一项所述的折反射透镜系统，其中

该凹面镜具有在物面侧的第一表面和在像面侧的第二表面，第一表面是凹透明表面，第二表面具有在外围区中的反射表面和在中心区中的透明表面，

满足如下条件表达式：

2.0<(r2+r1)/(r2-r1)<10......(3)，

其中r1是该凹面镜的第一表面的曲率半径；以及

r2是该凹面镜的第二表面的曲率半径。

[8]按照[1]到[7]的任何一项所述的折反射透镜系统，其中

该凹面镜具有在物面侧的第三表面和在像面侧的第四表面，第三表面是反射表面，第四表面是凹透明表面，

满足如下条件表达式：

0<(r3+r4)/(r3-r4)<8.0......(4)，

其中r3是该凸面镜的第三表面的曲率半径；以及

r4是该凸面镜的第四表面的曲率半径。

[9]按照[1]到[8]的任何一项所述的折反射透镜系统，进一步包括基本上没有折射力的透镜。

[10]一种设置有折反射透镜系统和图像拾取器件的图像拾取单元，该图像拾取器件被配置成输出与该折反射透镜系统形成的光学图像相对应的图像拾取信号，该折反射透镜系统包括：

包括凹面镜和凸面镜和具有正折射力的第一透镜组；

具有正折射力的第二透镜组；以及

具有负折射力的第三透镜组，

第一到第三透镜组沿着入射光的行进方向依次设置在入射光的光路上。

[11]按照[10]所述的图像拾取单元，其中该折反射透镜系统进一步包括基本上没有折射力的透镜。

本领域的普通技术人员应该明白，只要在所附权利要求书或其等效物的范围之内，视设计要求和其它因素而定，可以作出各种各样的修改、组合、子组合和变更。

Claims (9)

1.一种折反射透镜系统，其包含：

包括凹面镜和凸面镜和具有正折射力的第一透镜组；

具有正折射力的第二透镜组；以及

具有负折射力的第三透镜组，

第一到第三透镜组沿着入射光的行进方向依次设置在入射光的光路上。

2.如权利要求1所述的折反射透镜系统，其中将该第二透镜组布置在该凹面镜的像面侧。

3.如权利要求1所述的折反射透镜系统，其中该第二透镜组沿着与光轴平行的方向行进使该折反射透镜系统聚焦在短距离上的物体上。

4.如权利要求1所述的折反射透镜系统，其中

该第三透镜组包括处在其最物面侧位置上的凹透镜；以及

沿着与光轴垂直的方向移动该凹透镜使该折反射透镜系统可以防振。

5.如权利要求1所述的折反射透镜系统，其中满足如下条件表达式：

0<f2/f<0.4......(1)，

其中f2是第二透镜组的焦距，以及

f是聚焦在无穷远上的物体上的折反射透镜系统的总焦距。

6.如权利要求1所述的折反射透镜系统，其中满足如下条件表达式：

-2.0<f3/f<0......(2)，

其中f3是第三透镜组的焦距。

7.如权利要求1所述的折反射透镜系统，其中

该凹面镜具有在物面侧的第一表面和在像面侧的第二表面，第一表面是凹透明表面，第二表面具有在外围区中的反射表面和在中心区中的透明表面，

满足如下条件表达式：

2.0<(r2+r1)/(r2-r1)<10......(3)，

其中r1是该凹面镜的第一表面的曲率半径；以及

r2是该凹面镜的第二表面的曲率半径。

8.如权利要求1所述的折反射透镜系统，其中

该凹面镜具有在物面侧的第三表面和在像面侧的第四表面，第三表面是反射表面，第四表面是凹透明表面，

满足如下条件表达式：

0<(r3+r4)/(r3-r4)<8.0......(4)，

其中r3是该凸面镜的第三表面的曲率半径；以及

r4是该凸面镜的第四表面的曲率半径。

9.一种设置有折反射透镜系统和图像拾取器件的图像拾取单元，该图像拾取器件被配置成输出与该折反射透镜系统形成的光学图像相对应的图像拾取信号，该折反射透镜系统包含：

包括凹面镜和凸面镜和具有正折射力的第一透镜组；

具有正折射力的第二透镜组；以及

具有负折射力的第三透镜组，

第一到第三透镜组沿着入射光的行进方向依次设置在入射光的光路上。

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