CN104145200B - 光学系统、光学装置和制造光学系统的方法 - Google Patents

光学系统、光学装置和制造光学系统的方法 Download PDF

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Abstract

本发明沿着光轴按从物体的顺序具有：具有负屈光力的第一透镜组(G1)，和第二透镜组(G2)，其中，第一透镜组(G1)沿着光轴按从物体的顺序包括第一负透镜(L11)和具有面向物体的凹表面的第二负透镜(L12)，并且满足下述条件式(1)：(1)7.94≤(‑fn12)/f<48.00其中，fn12表示第二负透镜(L12)的焦距，并且f表示整个光学系统的焦距。

Description

光学系统、光学装置和制造光学系统的方法
技术领域
本发明涉及适合于数码相机、胶片相机、视频摄像机等等的成像光学系统的具有广角和大孔径(aperture)的光学系统。
背景技术
现有的小型数码相机的变焦镜头的主流包括当不使用相机时，镜筒缩回相机中的类型。已经提出当不使用相机时，镜筒缩回相机的这种类型不仅用于变焦镜头，而且用于相对于无限远物点，其焦距不会改变的、具有固定焦点的广角镜头(例如见专利文献1)。
现有技术
专利文献
专利文献1：日本公开专利No.2008-40033(A)
发明内容
解决的技术问题
具有固定焦点的传统广角镜头是小型的，并且具有广视角，但具有约4.0Fno，这是暗的。
鉴于上文，本发明的目的是提供一种光学系统和光学装置，当不使用相机时，其镜筒能缩回相机中，并且其具有小尺寸、广视角和大孔径，以及制造该光学系统的方法。
技术手段
为实现该目的，根据本发明的光学系统按从物体的顺序，具有：
具有负屈光力的第一透镜组；以及
第二透镜组，其中，第一透镜组按从物体的顺序包括第一负透镜和具有面向物体的凹表面的第二负透镜，并且满足下述条件式。
7.94≤(-fn12)/f&lt;48.00
其中，fn12表示第二负透镜的焦距，并且f表示整个光学系统的焦距。
在根据本发明的光学系统中，优选的是第一透镜组按从物体的顺序包括第一负透镜、第二负透镜和正透镜。
在根据本发明的光学系统，优选的是满足下述条件式。
-30.00&lt;νp13-νn12&lt;30.00
其中，νp13表示正透镜相对于d线的阿贝数，并且νn12表示第二负透镜相对于d线的阿贝数。
在根据本发明的光学系统，优选的是第二负透镜为弯月形透镜。
在根据本发明的光学系统中，优选的是第一负透镜、第二负透镜和正透镜均为单透镜。
在根据本发明的光学系统中，优选的是第二透镜组具有正屈光力。
在根据本发明的光学系统中，优选的是将孔径光阑设置成比第二透镜组更接近物体。
在根据本发明的光学系统中，优选的是第一负透镜的至少一个表面为非球面。
根据本发明的光学装置包括上述光学系统中的一个。
一种制造根据本发明的光学系统的方法是制造按从物体的顺序具有：具有负屈光力的第一透镜组，以及第二透镜组的光学系统的方法，其中，第一透镜组按从物体的顺序包括第一负透镜和具有面向物体的凹表面的第二负透镜，并且将每一透镜组装在镜筒中，使得满足下述条件式。
7.94≤(-fn12)/f&lt;48.00
其中，fn12表示第二负透镜的焦距，并且f表示整个光学系统的焦距。
根据本发明的光学系统按从物体的顺序具有：具有负屈光力的第一透镜组；以及第二透镜组，其中，第一透镜组按从物体的顺序包括具有负屈光力的第一透镜、具有面向物体的凹表面并且具有负屈光力的第二透镜，以及第三透镜，并且满足下述条件式。
-23.0&lt;νd3-νd2&lt;24.2
其中，νd3表示第三透镜相对于d线的阿贝数，并且νd2表示第二透镜相对于d线的阿贝数。
在根据本发明的光学系统中，优选的是满足下述条件式。
fL1/fL2&lt;0.2
其中，fL1表示第一透镜的焦距，并且fL2表示第二透镜的焦距。
在根据本发明的光学系统中，优选的是满足下述条件式。
2.55&lt;(-R21)/R12
其中，R21表示第二透镜的物体侧表面的曲率半径，并且R12表示第一透镜的像侧表面的曲率半径，并且当凸表面面向物体时，曲率半径R21和R12为正。
在根据本发明的光学系统中，优选的是第三透镜具有正屈光力。
在根据本发明的光学系统中，优选的是第一透镜、第二透镜和第三透镜均为单透镜。
在根据本发明的光学系统中，优选的是第二透镜组具有正屈光力。
在根据本发明的光学系统中，优选的是使孔径光阑设置成比第二透镜组更接近物体。
在根据本发明的光学系统中，优选的是第一透镜的至少一个表面为非球面。
根据本发明的光学装置包括上述光学系统中的一个。
一种制造根据本发明的光学系统的方法是制造按从物体的顺序具有：具有负屈光力的第一透镜组，和第二透镜组的光学系统的方法，其中，第一透镜组按从物体的顺序包括具有负屈光力的第一透镜、具有面向物体的凹表面并且具有负屈光力的第二透镜，以及第三透镜，并且将每一透镜组装在镜筒中，使得满足下述条件式。
-23.0&lt;νd3-νd2&lt;24.2
其中，νd3表示第三透镜相对于d线的阿贝数，并且νd2表示第二透镜相对于d线的阿贝数。
有益效果
本发明能提供当不使用相机时，其镜筒能缩回相机中，并且仍然具有小尺寸、广视角和大孔径的光学系统和光学装置，以及制造该光学系统的方法。
附图说明
图1是描述根据例子1的光学系统的构造的截面图，其中，图1A示出了在聚焦无限远时(β＝0.0000)时的布置，图1B示出聚焦中间距离的点(β＝-0.0359)时的布置，以及图1C示出聚焦最近点(β＝-0.1790)时的布置；
图2是示出根据例子1的光学系统的各种像差的图，其中，图2A示出当聚焦无限远时(β＝0.0000)时的像差，图2B示出聚焦中间距离的点(β＝-0.0359)时的像差，以及图2C示出聚焦最近点(β＝-0.1790)时的像差；
图3是描述根据例子2的光学系统的构造的截面图，其中，图3A示出了在聚焦无限远时(β＝0.0000)时的布置，图3B示出聚焦中间距离的点(β＝-0.0359)时的布置，以及图3C示出聚焦最近点(β＝-0.1808)时的布置；
图4是示出根据例子2的光学系统的各种像差的图，其中，图4A示出当聚焦无限远时(β＝0.0000)时的像差，图4B示出聚焦中间距离的点(β＝-0.0359)时的像差，以及图4C示出聚焦最近点(β＝-0.1808)时的像差；
图5是描述根据例子3的光学系统的构造的截面图，其中，图5A示出了在聚焦无限远时(β＝0.0000)时的布置，图5B示出聚焦中间距离的点(β＝-0.0358)时的布置，以及图5C示出聚焦最近点(β＝-0.1772)时的布置；
图6是示出根据例子3的光学系统的各种像差的图，其中，图6A示出当聚焦无限远时(β＝0.0000)时的像差，图6B示出聚焦中间距离的点(β＝-0.0358)时的像差，以及图6C示出聚焦最近点(β＝-0.1772)时的像差；
图7是描述根据例子4的光学系统的构造的截面图，其中，图7A示出了在聚焦无限远时(β＝0.000)时的布置，图7B示出聚焦中间距离的点(β＝-0.009)时的布置，以及图7C示出聚焦最近点(β＝-0.036)时的布置；
图8是示出根据例子4的光学系统的各种像差的图，其中，图8A示出当聚焦无限远时(β＝0.000)时的像差，图8B示出聚焦中间距离的点(β＝-0.009)时的像差，以及图8C示出聚焦最近点(β＝-0.036)时的像差；
图9是描述根据例子5的光学系统的构造的截面图，其中，图9A示出了在聚焦无限远时(β＝0.000)时的布置，图9B示出聚焦中间距离的点(β＝-0.009)时的布置，以及图9C示出聚焦最近点(β＝-0.036)时的布置；
图10是示出根据例子5的光学系统的各种像差的图，其中，图10A示出当聚焦无限远时(β＝0.000)时的像差，图10B示出聚焦中间距离的点(β＝-0.009)时的像差，以及图10C示出聚焦最近点(β＝-0.036)时的像差；
图11是描述制造根据实施例1的光学系统的方法的流程图；
图12是描述根据例子6的光学系统的构造的截面图，其中，图12A示出了在聚焦无限远时(β＝0.000)时的布置，图12B示出聚焦中间距离的点(β＝-0.036)时的布置，以及图12C示出聚焦最近点(β＝-0.179)时的布置；
图13是示出根据例子6的光学系统的各种像差的图，其中，图13A示出当聚焦无限远时(β＝0.000)时的像差，图13B示出聚焦中间距离的点(β＝-0.036)时的像差，以及图13C示出聚焦最近点(β＝-0.179)时的像差；
图14是描述根据例子7的光学系统的构造的截面图，其中，图14A示出了在聚焦无限远时(β＝0.000)时的布置，图14B示出聚焦中间距离的点(β＝-0.009)时的布置，以及图14C示出聚焦最近点(β＝-0.036)时的布置；
图15是示出根据例子7的光学系统的各种像差的图，其中，图15A示出当聚焦无限远时(β＝0.000)时的像差，图15B示出聚焦中间距离的点(β＝-0.009)时的像差，以及图15C示出聚焦最近点(β＝-0.036)时的像差；
图16是描述根据例子8的光学系统的构造的截面图，其中，图16A示出了在聚焦无限远时(β＝0.000)时的布置，图16B示出聚焦中间距离的点(β＝-0.009)时的布置，以及图16C示出聚焦最近点(β＝-0.036)时的布置；
图17是示出根据例子8的光学系统的各种像差的图，其中，图17A示出当聚焦无限远时(β＝0.000)时的像差，图17B示出聚焦中间距离的点(β＝-0.009)时的像差，以及图17C示出聚焦最近点(β＝-0.036)时的像差；
图18是描述制造根据实施例2的光学系统的方法的流程图；
图19示出包括例子1的光学系统的数码相机(光学装置)，其中，图19A是正视图，以及图19B是后视图；以及
图20是沿图19A中的线A-A'的截面图。
具体实施方式
现在，将参考附图，描述本发明的实施例。首先，参考图1至图11，描述本发明的实施例1。然后，将参考图12至图18，描述本发明的实施例2。最后，将参考图19和图20，描述根据这些实施例的光学装置。
(实施例1)
如在图1中所示，根据实施例1的光学系统按从物体顺序具有，具有负屈光力的第一透镜组G1，以及第二透镜组G2，其中，第一透镜组G1按从物体顺序包括，第一负透镜L11，以及具有面向物体的凹表面的第二负透镜L12，并且满足下述条件式(1)。
7.94≤(-fn12)/f&lt;48.00...(1)
其中，fn12表示第二负透镜L12的焦距，并且f表示整个光学系统的焦距。
通常在诸如摄影透镜的成像光学系统的设计中，在不大大地改变光学系统的大小的情况下，难以使视角更广并且孔径更大。当孔径变得更大时，变得更难以校正球面像差、校正子午彗差和矢状彗差，以及校正彗差和像散。如果在不增加光学系统的大小的情况下，使视角更广，变得难以校正球面像差、像散和各种色差。然而，在具有根据该实施例的上述构造的光学系统的情况下，当不使用相机时，镜筒能缩回相机中，但相机会是小型的。此外，当实现约Fno2.0的大孔径和约75°的广视角时，在不恶化子午彗差的情况下，能减小矢状彗差。
条件式(1)规定构成第一透镜组G1的第二负透镜L12的焦距。通过满足条件式(1)，能在不恶化子午彗差的情况下，减小矢状彗差。如果超出条件式(1)的上限值，第二负透镜L12的屈光力的绝对值变得太大。因此，第二负透镜L12的物体侧表面的曲率半径的绝对值增加，由此矢状彗差恶化，并且校正它变难。如果没有达到条件式(1)的下限值，第二负透镜L12的屈光力的绝对值变得太小。因此，第二负透镜L12的物体侧表面的曲率半径的绝对值变小，对校正矢状彗差有效，然而，子午彗差恶化，并且校正它变难。
为确保本实施例的效果，优选的是，条件式(1)的上限值为40.00。为更确保本实施例的效果，优选的是，条件式(1)的上限值为30.00。为更加确保本实施例的效果，优选的是条件式(1)的上限值为20.00。为更加确保本实施例的效果，优选的是条件式(1)的上限值为15.00。为确保本实施例的效果，优选的是条件式(1)的下限值为0.85。
在根据实施例1的光学系统中，优选的是第一透镜组G1按从物体的顺序包括第一负透镜L11、第二负透镜L12和正透镜L13。通过该构造，能良好地校正畸变和横向色差。
在根据实施例1的光学系统中，优选的是满足下述条件式(2)。
-30.00&lt;νp13-νn12&lt;30.00...(2)
其中，νp13表示正透镜L13相对于d线的阿贝数，并且νn12表示第二负透镜L12相对于d线的阿贝数。
条件式(2)规定构成第一透镜组G1的第二负透镜L12的阿贝数和正透镜L13的阿贝数之间的差。通过满足条件式(2)，能良好地校正纵向色差和横向色差。如果超出条件式(2)的上限值，相对于正透镜L13的阿贝数，第二负透镜L12的阿贝数变得过小，因此，校正纵向色差变难。如果不能达到条件式(2)的下限值，相对于正透镜L13的阿贝数，第二负透镜L12的阿贝数变得过大，因此，校正横向色差变难。
为确保本实施例的效果，优选的是条件式(2)的上限值为27.00。为更确保本实施例的效果，优选的是条件式(2)的上限值为25.00。为确保本实施例的效果，优选的是条件式(2)的下限值为-27.00。为更确保本实施例的效果，优选的是条件式(2)的下限值为-24.00。
在根据实施例1的光学系统中，优选的是第二负透镜L12是具有面向物体的凹表面的弯月形透镜。通过该构造，能良好地校正矢状彗差。
在根据实施例1的光学系统中，优选的是构成第一透镜组G1的第一负透镜L11、第二负透镜L12和正透镜L13均是单透镜。通过该构造，能良好地校正畸变和场曲。
在根据实施例1的光学系统中，优选的是第二透镜组G2具有正屈光力。通过使用其中与负屈光力的第一透镜组G1相比，具有正屈光力的第二透镜组G2设置成更接近像的所谓的“负焦距型(retro focus type)”，能实现具有广视角的小型化，同时控制像差(尤其是场曲)。
在根据实施例1的光学系统中，优选的是与第二透镜组G2相比，孔径光阑S被设置成更接近物体。通过该构造，能良好地校正畸变和场曲，同时减小最接近物体的透镜，即，(第一透镜组G1的)第一负透镜L11的有效直径。此外，在当不使用相机时，镜筒缩回相机中的状态下，可以减小镜筒的厚度，以及能实现更薄的相机。
在根据实施例1的光学系统中，优选的是第一负透镜L11的至少一个表面是非球面的。如果非球面用于第一负透镜L11，其中，轴外光通过远离光轴的位置，则能良好地校正场曲和像散，并且能良好地校正整个光学系统的像差。通常如果在最接近物体的第一透镜组G1具有负屈光力的光学系统中，尝试实现更广视角，则必须增加第一透镜组G1的负屈光力，这使得难以校正像差。然而，如果构成第一透镜组G1的第一负透镜L11的至少一个表面为非球面，如在本实施例的光学系统的情况下，则能解决这一问题。通过增加构成第一透镜组G1的透镜的数量，能校正像差，但如果第一透镜组G1的透镜的数量增加，当不使用相机时，即当镜筒缩回时，镜筒的厚度增加，这使得不可能小型化。
根据实施例1的上述光学系统，能实现一种光学系统，其中，当不使用相机时，能将镜筒缩回相机中，但相机仍然是小型的，并且具有广视角(视角，约75°)和大孔径(Fno：约2.0)。
现在，将参考图11，描述制造光学系统的方法。首先，按从物体的顺序，在镜筒中组装第一透镜组G1和第二透镜组G2(步骤ST10)。在该组装步骤中，使每一透镜布置成第一透镜组G1具有负屈光力。然后，在镜筒中组装每一透镜，使得第一透镜组G1按从物体的顺序包括第一负透镜L11和具有面向物体的凹表面的第二负透镜L12，并且满足下述条件式(1)，其中，fn12表示第二负透镜L12的焦距，并且f表示整个光学系统的焦距(步骤ST20)。
7.94≤(-fn12)/f&lt;48.00...(1)
根据实施例1的透镜构造的例子是如图1所示的第一透镜组G1，其按从物体的顺序包括具有面向物体的凸表面的负弯月形透镜L11(对应于第一负透镜)、具有面向物体的凹表面的负弯月形透镜L12(对应于第二负透镜)，以及双凸正透镜L13，使得整个透镜组具有负屈光力。第二透镜组G2按从物体的顺序包括双凸正透镜L21、双凸正透镜L22和双凹负透镜L23的胶合透镜，以及双凹负透镜L24和双凸正透镜L25的胶合透镜，使得整个透镜组具有正屈光力。第三透镜组G3包括双凸正透镜L31，使得整个透镜组具有正屈光力。
根据制造根据实施例1的光学系统的上述方法，能实现一种光学系统，其中，当不使用相机时，镜筒能缩回相机中，但相机仍然是小型的，并且具有广视角(视角：约75°)和大孔径(Fno：约2.0)。
现在，将参考图，描述实施例1的每一例子。下文示出的表1至表5列出了例子1至例子5的数据。
在每一例子中，相对于C线(波长：656.2730nm)、d线(波长：587.5620nm)、F线(波长：486.1330nm)和g线(波长：435.8350nm)，计算像差特性。
在每一表的[透镜数据]中，表面编号是在光传播方向中，从物体侧计数的光学表面的序号，R表示每一光学表面曲率半径，D表示光轴上，从每一光学表面到下一光学表面(或像平面)的距离，nd表示光学部件的材料相对于d线的折射率，并且vd表示光学部件的材料相对于d线的阿贝数。物体表面表示物体的表面。(变量)表示可变表面距离，曲率半径中的“∞”表示平面或孔径，(光阑FS)表示光斑削减光阑(flare-cut stop)FS。(光阑S)表示孔径光阑S，并且像平面表示像平面I。忽略空气的折射率“1.00000”。如果光学表面是非球面，则表面编号附上*，并且在曲率半径R的列中，示出了近轴曲率半径。
在每一表的[非球面数据]中，由下述式(a)表示[透镜数据]中所示的非球面的形式。X(y)表示在高度y处从非球面的顶点的切面到非球面上的位置的距离，r表示基准球面的曲率半径(近轴曲率半径)，κ表示圆锥系数，并且Ai表示第i次的非球面系数。“E-n”表示“×10-n”。例如，1.234E-05＝1.234×10-5。
X(y)＝(y2/r)/{1+(1-κ×y2/r2)1/2}
+A4×y4+A6×y6+A8×y8+A10×y10...(a)
在[各种数据]中，β表示每一焦点位置的摄影放大率(photographicmagnification)，f表示整个光学系统的焦距，FNO表示F数，ω表示半视角(最大入射角，单位：°)，Y表示像高，TL表示光学系统的总长，Bf表示从最接近像设置的光学部件的像侧表面到近轴像平面的距离，并且Bf(空气换算)表示从最后一个光学表面到近轴像平面的转换成空气的距离。
在[可变表面距离数据]中，β表示每一焦点位置的摄影放大率，并且Di表示第i表面的可变表面距离。
在[条件式]中，示出了对应于每一条件式(1)和(2)的值。
在下述所有数据值中，如果不是另有规定，“mm”常用作焦距f、曲率半径R、表面距离D和其他长度的单位，但单位不限于“mm”，可以使用另一适当的单位，因为即使成比例地扩大或成比例地缩小光学系统，也可以获得等效的光学性能。
对表的说明对所有例子是相同的，因此，在下文省略。
(例子1)
将参考图1、图2和表1，描述例子1。如图1所示，根据例子1的光学系统WL1按从物体的顺序具有，具有负屈光力的第一透镜组G1、光斑削减光阑FS、孔径光阑S、具有正屈光力的第二透镜组G2、具有正屈光力的第三透镜组G3和滤波器组FL。
第一透镜组G1按从物体的顺序包括具有面向物体的凸表面的负弯月形透镜L11、具有面向物体的凹表面的负弯月形透镜L12，以及双凸正透镜L13。负透镜L11的像侧透镜表面为非球面。
第二透镜组G2按从物体的顺序包括双凸正透镜L21、双凸正透镜L22和双凹负透镜L23的胶合透镜以及双凹负透镜L24和双凸正透镜L25的胶合透镜。正透镜L25的像侧透镜表面为非球面。
第三透镜组G3由双凸正透镜L31构成。
滤波器组FL由低通滤波器、红外截止滤波器等等构成，以便截止超出设置在像平面I上的固态成像元件(例如CCD，CMOS)的临界分辨率的空间频率。
在具有该构造的例子1的光学系统WL1中，优选的是通过沿光轴移动第三透镜组G3，执行从无限远的物体聚焦到位于具有约放大率β＝-0.036的有限距离的物体。优选的是通过沿光轴，分别移动第二透镜组G2和第三透镜组G3，执行聚焦到具有大于-0.036的放大率β的较近距离的物体。
表1示出了例子1的每一数据值。表1中的表面编号1至22分别对应于具有图1中所示的曲率半径R1至R22的每一光学表面。在例子1中，表面2和表面16是非球面的。
表1
[透镜数据]
[非球面数据]
表面2
κ＝0.7405,A4＝-4.0210E-02,A6＝-3.5389E-01,A8＝8.1231E-01,A10＝-2.8594E+00
表面16
κ＝1.0000,A4＝3.9172E-01,A6＝7.6310E-01,A8＝-6.1183E-02,A10＝4.3105E+00
[各种数据]
[可变表面距离数据]
[条件式]
fn12＝-7.9400
f＝1.0000
νn12＝33.72
νp13＝35.25
条件式(1) (-fn12)/f＝7.940
条件式(2) νp13-νn12＝-1.53
如表1所示，例子1的光学系统WL1满足条件式(1)和条件式(2)。
图2是示出根据例子1的光学系统WL1的各种像差(球面像差、像散、畸变、彗差和横向色差)的图，其中，图2A是示出当聚焦无限远时(β＝0.0000)时的各种像差的图，图2B是示出聚焦中间距离的点(β＝-0.0359)时的各种像差的图，以及图2C是示出聚焦最近点(β＝-0.1790)时的各种像差的图。
在示出像差的每一图中，FNO表示F数，NA表示数值孔径，A表示相对于每一像高的半视角(单位：°)，并且HO表示物体高度。d表示d线的像差，g表示g线的像差，C表示C线的像差，以及F表示F线的像差。在示出像散的图中，实线表示矢状像平面，并且虚线表示子午像平面。在示出彗差的图中，实线表示子午彗差，虚线表示矢状彗差，并且原点右侧的虚线表示相对于d线，在子午方向中生成的矢状彗差，并且原点左侧的虚线表示相对于d线，在矢状方向中生成的矢状彗差。该例子的参考符号对表示下述的每一例子中的各种像差的图是相同的。
如示出图2A至图2C的像差的每一图阐明的，良好地校正各种像差，证明根据例子1的光学系统WL1具有良好的成像性能。
(例子2)
将参考图3、图4和表2，描述例子2。如图3所示，根据例子2的光学系统WL2按从物体的顺序具有，具有负屈光力的第一透镜组G1、光斑削减光阑FS、孔径光阑S、具有正屈光力的第二透镜组G2、具有正屈光力的第三透镜组G3和滤波器组FL。
第一透镜组G1按从物体的顺序包括具有面向物体的凸表面的负弯月形透镜L11、具有面向物体的凹表面的负弯月形透镜L12和双凸正透镜L13。负透镜L11的像侧透镜表面为非球面。
第二透镜组G2按从物体的顺序包括双凸正透镜L21、双凸正透镜L22和双凹负透镜L23的胶合透镜，以及双凹负透镜L24和双凸正透镜L25的胶合透镜。正透镜L25的像侧透镜表面为非球面。
第三透镜组G3由双凸正透镜L31构成。
滤波器组FL由低通滤波器、红外截止滤波器等等组成，以便截止超出设置在像平面I上的固态成像元件(例如CCD，CMOS)的临界分辨率的空间频率。
在具有该构造的例子2的光学系统WL2中，优选的是，通过沿光轴移动第三透镜组G3，执行从无限远的物体聚焦到具有约放大率β＝-0.036的有限距离的物体。优选的是通过沿光轴，分别移动第二透镜组G2和第三透镜组G3，执行聚焦在具有大于β＝-0.036的放大率的较近距离的物体。
表2示出例子2的每一数据值。表2中的表面编号1至22分别对应于图3中所示的曲率半径R1至R22的每一光学表面。在例子2中，表面2和表面16是非球面。
(表2)
[透镜数据]
[非球面数据]
表面2
κ＝0.7459,A4＝-3.1095E-02,A6＝-3.1108E-01,A8＝7.8697E-01,A10＝-2.7179E+00
表面16
κ＝1.0000,A4＝3.8533E-01,A6＝6.7573E-01,A8＝1.5412E-01,A10＝2.8386E+00
[各种数据]
[可变表面距离数据]
[条件式]
fn12＝-8.9629
f＝1.0000
νn12＝58.57
νp13＝35.25
条件式(1) (-fn12)/f＝8.962
条件式(2) νp13-νn12＝-23.32
如表2所示，例子2的光学系统WL2满足条件式(1)和(2)。
图4是示出根据例子2的光学系统WL2的各种像差(球面像差、像散、畸变、彗差和横向色差)的图，其中，图4A是示出当聚焦无限远时(β＝0.0000)时的各种像差的图，图4B是示出聚焦中间距离的点(β＝-0.0359)时的各种像差的图，以及图4C是示出聚焦最近点(β＝-0.1808)时的各种像差的图。如示出图4A至图4C的像差的每一图阐明的，良好地校正各种像差，证明根据例子2的光学系统WL2具有良好的成像性能。
(例子3)
将参考图5、图6和表3，描述例子3。如图5所示，根据例子3的光学系统WL3按从物体的顺序具有，具有负屈光力的第一透镜组G1、光斑削减光阑FS、孔径光阑S、具有正屈光力的第二透镜组G2、具有正屈光力的第三透镜组G3和滤波器组FL。
第一透镜组G1按从物体的顺序包括具有面向物体的凸表面的负弯月形透镜L11、具有面向物体的凹表面的负弯月形透镜L12和具有面向物体的凸表面的正弯月形透镜L13。负透镜L11的物体侧和像侧透镜表面均为非球面。
第二透镜组G2按从物体的顺序包括双凸正透镜L21、双凸正透镜L22和双凹负透镜L23的胶合透镜以及双凹负透镜L24和双凸正透镜L25的胶合透镜。正透镜L25的像侧透镜表面为非球面。
第三透镜组G3由双凸正透镜L31构成。
滤波器组FL由低通滤波器、红外截止滤色器等等构成，以便截止超出设置在像平面I上的固态成像元件(例如，CCD，CMOS)的临界分辨率的空间频率。
在具有该构造的例子3的光学系统WL3中，优选的是通过沿光轴移动第三透镜组G3，执行从无限远的物体聚焦到位于具有约放大率β＝-0.036的有限距离的物体。优选的是通过沿光轴，分别移动第二透镜组G2和第三透镜组G3，执行聚焦到具有大于-0.036的放大率β的较近距离的物体。
表3示出了例子3的每一数据值。表3中的表面编号1至22分别对应于具有图5中所示的曲率半径R1至R22的每一光学表面。在例子3中，表面1、表面2和表面16是非球面的。
表3
[透镜数据]
[非球面数据]
表面1
κ＝1.0000,A4＝-4.6830E-02,A6＝2.6892E-02,A8＝0.0000E+00,A10＝0.0000E+00
表面2
κ＝0.7000,A4＝-6.8433E-02,A6＝-3.96
44E-01,A8＝6.3204E-01,A10＝-2.2238E+00
表面16
κ＝1.0000,A4＝4.0859E-01,A6＝8.1892E-01,A8＝-3.5120E-01,A10＝3.6169E+00
[各种数据]
[可变表面距离数据]
[条件式]
fn12＝-43.7506
f＝1.0000
νn12＝17.98
νp13＝42.73
条件式(1) (-fn12)/f＝43.750
条件式(2) νp13-νn12＝24.75
如表3所示，例子3的光学系统WL3满足条件式(1)和(2)。
图6是示出根据例子3的光学系统WL3的各种像差(球面像差、像散、畸变、彗差和横向色差)的图，其中，图6A是示出当聚焦无限远时(β＝0.0000)时的各种像差的图，图6B是示出聚焦中间距离的点(β＝-0.0358)时的各种像差的图，以及图6C是示出聚焦最近点(β＝-0.1772)时的各种像差的图。如示出图6A至图6C的像差的每一图阐明的，良好地校正各种像差，证明根据例子3的光学系统WL3具有良好的成像性能。
(例子4)
将参考图7、图8和表4，描述例子4。如图7所示，根据例子4的光学系统WL4按从物体的顺序具有，具有负屈光力的第一透镜组G1、光斑削减光阑FS、孔径光阑S、具有正屈光力的第二透镜组G2、具有正屈光力的第三透镜组G3和滤波器组FL。
第一透镜组G1按从物体的顺序包括具有面向物体的凸表面的负弯月形透镜L11、具有面向物体的凹表面的负弯月形透镜L12和双凸正透镜L13。负透镜L11的像侧透镜表面是非球面。
第二透镜组G2按从物体的顺序包括双凸正透镜L21、双凸正透镜L22和双凹负透镜L23的胶合透镜以及双凹负透镜L24和双凸正透镜L25的胶合透镜。正透镜L25的像侧透镜表面是非球面。
第三透镜组G3由双凸正透镜L31构成。
滤波器组FL由低通滤波器、红外截止滤波器等等构成，以便截止超出设置在像平面I上的固态成像元件(例如CCD，CMOS)的临界分辨率的空间频率。
在具有该构造的例子4的光学系统WL4中，优选的是通过沿光轴移动第三透镜组G3，执行从无限远的物体聚焦到位于具有约放大率β＝-0.036的有限距离的物体。优选的是通过沿光轴，分别移动第二透镜组G2和第三透镜组G3，执行聚焦到具有大于-0.036的放大率β的较近距离的物体。
表4示出了例子4的每一数据值。表4中的表面编号1至22分别对应于具有图7中所示的曲率半径R1至R22的每一光学表面。在例子4中，表面2和表面16是非球面的。
(表4)
[透镜数据]
[非球面数据]
表面2
κ＝0.7466,A4＝-2.9535E-02,A6＝-3.0881E-01,A8＝7.8703E-01,A10＝-2.6992E+00
表面16
κ＝1.0000,A4＝4.0859E-01,A6＝8.1892E-01,A8＝-3.5120E-01,A10＝3.6169E+00
[各种数据]
[可变表面距离数据]
[条件式]
fn12＝-8.96292
f＝1.0000
νn12＝57.35
νp13＝35.25
条件式(1) (-fn12)/f＝8.963
条件式(2) νp13-νn12＝-22.10
如表4所示，例子4的光学系统WL4满足条件式(1)和(2)。
图8是示出根据例子4的光学系统WL4的各种像差(球面像差、像散、畸变、彗差和横向色差)的图，其中，图8A是示出当聚焦无限远时(β＝0.000)时的各种像差的图，图8B是示出聚焦中间距离的点(β＝-0.009)时的各种像差的图，以及图8C是示出聚焦最近点(β＝-0.036)时的各种像差的图。如示出图8A至图8C的像差的每一图阐明的，良好地校正各种像差，证明根据例子4的光学系统WL4具有良好的成像性能。
(例子5)
将参考图9、图10和表5，描述例子5。如图9所示，根据例子5的光学系统WL5按从物体的顺序具有，具有负屈光力的第一透镜组G1、光斑削减光阑FS、孔径光阑S、具有正屈光力的第二透镜组G2、具有正屈光力的第三透镜组G3和滤波器组FL。
第一透镜组G1按从物体的顺序包括具有面向物体的凸表面的负弯月形透镜L11、具有面向物体的凹表面的负弯月形透镜L12和具有面向物体的凸表面的正弯月形透镜L13。负透镜L11的物体侧和像侧透镜表面均是非球面。
第二透镜组G2按从物体的顺序包括双凸正透镜L21、双凸正透镜L22和双凹负透镜L23的胶合透镜以及双凹负透镜L24和双凸正透镜L25的胶合透镜。正透镜L25的像侧透镜表面是非球面。
第三透镜组G3由双凸正透镜L31构成。
滤波器组FL由低通滤波器、红外截止滤波器等等构成，以便截止超出设置在像平面I上的固态成像元件(例如CCD，CMOS)的临界分辨率的空间频率。
在具有该构造的例子5的光学系统WL5中，优选的是通过沿光轴移动第三透镜组G3，执行从无限远的物体聚焦到位于具有约放大率β＝-0.036的有限距离的物体。优选的是通过沿光轴分别移动第二透镜组G2和第三透镜组G3，执行聚焦到具有大于-0.036的放大率β的较近距离的物体。
表5示出了例子5的每一数据值。表5中的表面编号1至22分别对应于具有图9中所示的曲率半径R1至R22的每一光学表面。在例子5中，表面1、表面2和表面16是非球面的
(表5)
[透镜数据]
[非球面数据]
表面1
κ＝1.0000,A4＝-4.5412E-02,A6＝2.5782E-02,A8＝0.0000E+00,A10＝0.0000E+00
表面2
κ＝0.7000,A4＝-6.7660E-02,A6＝-3.9725E-01,A8＝6.4185E-01,A10＝-2.2663E+00
表面16
κ＝1.0000,A4＝4.0710E-01,A6＝8.1699E-01,A8＝-3.5427E-01,A10＝3.6897E+00
[各种数据]
[可变表面距离数据]
[条件式]
fn12＝-44.21690
f＝1.0000
νn12＝17.98
νp13＝42.09
条件式(1)(-fn12)/f＝44.217
条件式(2)νp13-νn12＝24.11
如表5所示，例子5的光学系统WL5满足条件式(1)和(2)。
图10是示出根据例子5的光学系统WL5的各种像差(球面像差、像散、畸变、彗差和横向色差)的图，其中，图10A是示出当聚焦无限远时(β＝0.000)时的各种像差的图，图10B是示出聚焦中间距离的点(β＝-0.009)时的各种像差的图，以及图10C是示出聚焦最近点(β＝-0.036)时的各种像差的图。如示出图10A至图10C的像差的每一图阐明的，良好地校正各种像差，证明根据例子5的光学系统WL5具有良好的成像性能。
(实施例2)
如图12所示，根据实施例2的光学系统按从物体顺序具有，具有负屈光力的第一透镜组G1，以及第二透镜组G2，其中，第一透镜组G1按从物体顺序包括，具有负屈光力的第一透镜L11，具有面向物体的凹表面并且具有负屈光力的第二透镜L12，以及第三透镜L13，并且满足下述条件式(3)。
-23.0&lt;νd3-νd2&lt;24.2...(3)
其中，νd3表示第三透镜L13相对于d线的阿贝数，并且νd2表示第二透镜L12相对于d线的阿贝数。
通常在诸如摄影透镜的成像光学系统的设计中，在不大大地改变光学系统的大小的情况下，难以使视角更广并且孔径更大。当孔径变得更大时，变得更难以校正球面像差、校正子午彗差和矢状彗差，以及校正彗差和像散。如果在不增加光学系统的大小的情况下，使视角更广，变得难以校正球面像差、像散和各种色差。然而，在具有根据本实施例的上述构造的光学系统的情况下，当不使用相机时，镜筒能缩回相机中，但相机会是小型的。此外，当实现约Fno2.0的大孔径和约75°的广视角时，能在不恶化子午彗差的情况下，减小矢状彗差。
条件式(3)规定构成第一透镜组G1的第二透镜L12和第三透镜L13之间的阿贝数的差。通过满足条件式(3)，能良好地校正纵向色差和横向色差。如果超出条件式(3)的上限值，则第二透镜L12的阿贝数相对于第三透镜L13的阿贝数变得太小，使得难以校正纵向色差。如果没有达到条件式(3)的下限值，则相对于第三透镜L13的阿贝数，第二透镜L12的阿贝数变得过大，变得难以校正横向色差。
在根据实施例2的光学系统中，优选的是满足下述条件式(4)。
fL1/fL2&lt;0.2...(4)
其中，fL1表示第一透镜L11的焦距，并且fL2表示第二透镜L12的焦距。
条件式(4)规定构成第一透镜组G1的第一透镜L11和第二透镜L12之间的焦距比。通过满足条件式(4)，能在不恶化畸变和场曲的情况下，减小彗差。如果超出条件式(4)的上限值，则相对于第一透镜L11的屈光力，第二透镜L12的屈光力变得过大。这允许有效地校正子午彗差，但变得难以校正矢状彗差。
在根据实施例2的光学系统中，优选的是满足下述条件式(5)。
2.55&lt;(-R21)/R12...(5)
其中，R21表示第二透镜L12的物体侧表面的曲率半径，并且R12表示第一透镜L11的像侧表面的曲率半径。当凸表面面向物体时，曲率半径R21和R12为正。
条件式(5)规定构成第一透镜组G1的第一透镜L11的像侧表面和第二透镜L12的物体侧表面之间的曲率半径比。通过满足条件式(5)，能在不恶化子午彗差的情况下，减小矢状彗差。如果没有达到条件式(5)的下限值，则第二透镜L12的物体侧表面的曲率半径的绝对值变得太大以致不能维持第二透镜L12的屈光力。这允许有效地校正子午彗差，但使得难以校正矢状彗差。
在根据实施例2的光学系统中，优选的是构成第一透镜组G1的第三透镜L13具有正屈光力。通过该构造，能良好地校正畸变和横向色差。
在根据实施例2的光学系统中，优选的是第一透镜L11、第二透镜L12和第三透镜L13均为单透镜。通过该构造，能良好地校正畸变和横向色差。
在根据实施例2的光学系统中，优选的是第二透镜组G2具有正屈光力。通过使用其中与具有负屈光力的第一透镜组G1相比，使具有正屈光力的透镜组设置成更接近像的负焦距型光学系统，在控制像差的同时，能实现具有广视角的小型化。
在根据实施例2的光学系统中，优选的是，与第二透镜组G2相比，使孔径光阑S设置成更接近物体。通过该构造，能良好地校正畸变和场曲，同时减少最接近物体的透镜，即(第一透镜组G1的)第一透镜L11的有效直径。此外，可以使镜筒的厚度减小到不使用相机时，镜筒缩回到相机的状态，以及能实现薄型相机。
在根据实施例2的光学系统中，优选的是第一透镜L11的至少一个表面是非球面。如果非球面用于第一透镜L11，其中，轴外光通过远离光轴的位置，那么，能良好地校正场曲和像散，并且能良好地校正整个光学系统的像差。通常如果在最接近物体的第一透镜组G1具有负屈光力的光学系统中，尝试实现更广视角，则必须增加第一透镜组G1的负屈光力，这使得难以校正像差。然而，如果构成第一透镜组G1的第一透镜L11的至少一个表面是非球面，如在实施例2的光学系统的情况下，则能解决这一问题。通过增加构成第一透镜组G1的透镜的数量，能校正像差，但如果第一透镜组G1的透镜的数量增加，当不使用相机时，即，当缩回镜筒时，则镜筒的厚度增加，这使得不可能小型化。
根据实施例2的上述光学系统，能实现一种光学系统，其中，当不使用相机时，镜筒能缩回相机中，但相机仍然是小型的，并且具有广视角(视角：约75°)和大孔径(Fno：约2.0)。
现在，将参考图18，描述制造光学系统的方法。首先，按从物体的顺序，在镜筒中组装第一透镜组G1和第二透镜组G2(步骤ST10)。在该步骤中，作为第一透镜组G1，按从物体的顺序，设置具有负屈光力的第一透镜L11、具有面向物体的凹表面并具有负屈光力的第二透镜L12，以及第三透镜L13。在镜筒中组装每一透镜，使得满足下述条件式(3)，其中，νd3表示第三透镜L13相对于d线的阿贝数，并且νd2表示第二透镜L12相对于d线的阿贝数(步骤ST20)。
-23.0&lt;νd3-νd2&lt;24.2...(3)
根据实施例2的透镜构造的例子是：如图12所示，第一透镜组G1按从物体的顺序包括具有面向物体的凸表面的负弯月形透镜L11(对应于第一透镜)、具有面向物体的凹表面的负弯月形透镜L12(对应于第二透镜)，以及双凸正透镜L13(对应于第三透镜)，使得整个透镜组具有负屈光力。第二透镜组G2按从物体的顺序包括双凸正透镜L21、双凸正透镜L22和双凹负透镜L23的胶合透镜，以及双凸负透镜L24和双凸正透镜L25的胶合透镜，使得整个透镜组具有正屈光力。第三透镜组G3包括双凸正透镜L31，使得整个透镜组具有正屈光力。
根据制造根据实施例2的光学系统的上述方法，能实现一种光学系统，其中，当不使用相机时，镜筒能缩回相机中，但相机仍然是小型的，并且具有广视角(视角：约75°)和大孔径(Fno：约2.0)。
现在，将参考附图，描述实施例2的每一例子。下述表6至表8列出例子6至例子8的数据。
在每一例子中，相对于C线(波长：656.2730nm)、d线(波长：587.5620nm)、F线(波长：486.1330nm)和g线(波长：435.8350nm)，计算像差特性。
在每一表的[透镜数据]中，表面编号是在光传播方向中，从物体侧计数的光学表面的序号，R表示每一光学表面曲率半径，D表示光轴上，从每一光学表面到下一光学表面(或像平面)的距离，nd表示光学部件的材料相对于d线的折射率，并且vd表示光学部件的材料相对于d线的阿贝数。物体表面表示物体的表面。(变量)表示可变表面距离，曲率半径中的“∞”表示平面或孔径，(光阑FS)表示光斑削减光阑FS。(光阑S)表示孔径光阑S，并且像平面表示像平面I。忽略空气的折射率“1.00000”。如果光学表面是非球面，则表面编号附上*，并且在曲率半径R的列中，示出了近轴曲率半径。
在每一表的[非球面数据]中，由下述式(a)表示[透镜数据]中所示的非球面的形状。X(y)表示在高度y处从非球面的顶点的切面到非球面上的距离，r表示基准球面的曲率半径(近轴曲率半径)，κ表示圆锥系数，并且Ai表示第i次的非球面系数。“E-n”表示“×10-n”。例如，1.234E-05＝1.234×10-5。
X(y)＝(y2/r)/{1+(1-κ×y2/r2)1/2}
+A4×y4+A6×y6+A8×y8+A10×y10...(a)
在[各种数据]中，β表示每一焦点位置的摄影放大率，f表示整个光学系统的焦距，FNO表示F数，ω表示半视角(最大入射角，单位：°)，Y表示像高，TL表示光学系统的总长，Bf表示从最接近像设置的光学部件的像侧表面到近轴像平面的距离，并且Bf(空气换算)表示从最后一个光学表面到近轴像平面的转换成空气的距离。
在[可变表面距离数据]中，β表示每一焦点位置的摄影放大率，并且Di表示第i表面的可变表面距离。
在[条件式]中，示出了对应于每一条件式(3)至(5)的值。
在下述所有数据值中，如果不是另有规定，则“mm”常用作焦距f、曲率半径R、表面距离D和其他长度的单位，但单位不限于“mm”，可以使用另一适当的单位，因为即使成比例地扩大或成比例地缩小光学系统，也可以获得等效的光学性能。
表上的说明对所有例子是相同的，因此，在下文省略。
(例子6)
将参考图12、图13和表6，描述例子6。如图12所示，根据例子6的光学系统WL6按从物体的顺序具有，具有负屈光力的第一透镜组G1、光斑削减光阑FS、孔径光阑S、具有正屈光力的第二透镜组G2、具有正屈光力的第三透镜组G3和滤波器组FL。
第一透镜组G1按从物体的顺序包括具有面向物体的凸表面的负弯月形透镜L11、具有面向物体的凹表面的负弯月形透镜L12，以及双凸正透镜L13。负透镜L11的像侧透镜表面为非球面。
第二透镜组G2按从物体的顺序包括双凸正透镜L21、双凸正透镜L22和双凹负透镜L23的胶合透镜以及双凹负透镜L24和双凸正透镜L25的胶合透镜。正透镜L25的像侧透镜表面为非球面。
第三透镜组G3由双凸正透镜L31构成。
滤波器组FL由低通滤波器、红外截止滤波器等等构成，以便截止超出设置在像平面I上的固态成像元件(例如CCD，CMOS)的临界分辨率的空间频率。
在具有该构造的例子6的光学系统WL6中，优选的是通过沿光轴移动第三透镜组G3，执行从无限远的物体聚焦到位于具有约放大率β＝-0.036的有限距离的物体。优选的是通过沿光轴，分别移动第二透镜组G2和第三透镜组G3，执行聚焦到具有大于-0.036的放大率β的较近距离的物体。
表6示出了例子6的每一数据值。表6中的表面编号1至22分别对应于具有图12中所示的曲率半径R1至R22的每一光学表面。在例子6中，表面2和表面16是非球面的。
(表6)
[透镜数据]
[非球面数据]
表面2
κ＝0.7323,A4＝-3.7914E-02,A6＝-3.4715E-01,A8＝7.9334E-01,A10＝-2.7509E+00
表面16
κ＝1.0000,A4＝3.9172E-01,A6＝7.6310E-01,A8＝-6.1183E-02,A10＝4.3105E+00
[各种数据]
[可变表面距离数据]
[条件式]
νd2＝33.72
νd3＝35.25
fL1＝-1.3011
fL2＝-8.9628
R12＝0.6059
R21＝-1.7942
条件式(3) νd3-νd2＝-1.53
条件式(4) fL1/fL2＝0.1452
条件式(5) (-R21)/R12＝2.889
如表6所示，例子6的光学系统WL6满足条件式(3)至(5)。
图13是示出根据例子6的光学系统WL6的各种像差(球面像差、像散、畸变、彗差和横向色差)的图，其中，图13A是示出当聚焦无限远时(β＝0.000)时的各种像差的图，图13B是示出聚焦中间距离的点(β＝-0.036)时的各种像差的图，以及图13C是示出聚焦最近点(β＝-0.179)时的各种像差的图。
在示出像差的每一图中，FNO表示F数，NA表示数值孔径，A表示相对于每一像高的半视角(单位：°)，并且HO表示物体高度。d表示d线的像差，g表示g线的像差，C表示C线的像差，以及F表示F线的像差。在示出像散的图中，实线表示矢状像平面，并且虚线表示子午像平面。在示出彗差的图中，实线表示子午彗差，虚线表示矢状彗差，并且原点右侧的虚线表示相对于d线，在子午方向中生成的矢状彗差，并且原点左侧的虚线表示相对于d线，在矢状方向中生成的矢状彗差。该例子的参考符号对表示下述的每一例子中的各种像差的图是相同的。
如示出图13A至图13C的像差的每一图阐明的，良好地校正各种像差，证明根据例子6的光学系统WL6具有良好的成像性能。
(例子7)
将参考图14、图15和表7，描述例子7。如图14所示，根据例子7的光学系统WL7按从物体的顺序具有，具有负屈光力的第一透镜组G1、光斑削减光阑FS、孔径光阑S、具有正屈光力的第二透镜组G2、具有正屈光力的第三透镜组G3和滤波器组FL。
第一透镜组G1按从物体的顺序包括具有面向物体的凸表面的负弯月形透镜L11、具有面向物体的凹表面的负弯月形透镜L12和双凸正透镜L13。负透镜L11的像侧透镜表面为非球面。
第二透镜组G2按从物体的顺序包括双凸正透镜L21、双凸正透镜L22和双凹负透镜L23的胶合透镜，以及双凹负透镜L24和双凸正透镜L25的胶合透镜。正透镜L25的像侧透镜表面为非球面。
第三透镜组G3由双凸正透镜L31构成。
滤波器组FL由低通滤波器、红外截止滤波器等等组成，以便截止超出设置在像平面I上的固态成像元件(例如CCD，CMOS)的临界分辨率的空间频率。
在具有该构造的例子7的光学系统WL7中，优选的是，通过沿光轴移动第三透镜组G3，执行从无限远的物体聚焦到具有约放大率β＝-0.036的有限距离的物体。优选的是通过沿光轴，分别移动第二透镜组G2和第三透镜组G3，执行聚焦在具有大于β＝-0.036的放大率的较近距离的物体。
表7示出例子7的每一数据值。表7中的表面编号1至22分别对应于图14中所示的曲率半径R1至R22的每一光学表面。在例子7中，表面2和表面16是非球面。
[透镜数据]
[非球面数据]
表面2
κ＝0.7466,A4＝-2.9535E-02,A6＝-3.0881E-01,A8＝7.8703E-01,A10＝-2.6992E+00
表面16
κ＝1.0000,A4＝3.8500E-01,A6＝6.8014E-01,A8＝1.3926E-01,A10＝2.9104E+00
[各种数据]
[可变表面距离数据]
[条件式]
νd2＝57.35
νd3＝35.25
fL1＝-1.3152
fL2＝-8.9629
R12＝0.6042
R21＝-1.7507
条件式(3) νd3-νd2＝-22.10
条件式(4) fL1/fL2＝0.1467
条件式(5) (-R21)/R12＝2.898
如表7所示，例子7的光学系统WL7满足条件式(3)至(5)。
图15是示出根据例子7的光学系统WL7的各种像差(球面像差、像散、畸变、彗差和横向色差)的图，其中，图15A是示出当聚焦无限远时(β＝0.000)时的各种像差的图，图15B是示出聚焦中间距离的点(β＝-0.009)时的各种像差的图，以及图15C是示出聚焦最近点(β＝-0.036)时的各种像差的图。
如示出图15A至图15C的像差的每一图阐明的，良好地校正各种像差，证明根据例子7的光学系统WL7具有良好的成像性能。
(例子8)
将参考图16、图17和表8，描述例子8。如图16所示，根据例子8的光学系统WL8按从物体的顺序具有，具有负屈光力的第一透镜组G1、光斑削减光阑FS、孔径光阑S、具有正屈光力的第二透镜组G2、具有正屈光力的第三透镜组G3和滤波器组FL。
第一透镜组G1按从物体的顺序包括具有面向物体的凸表面的负弯月形透镜L11、具有面向物体的凹表面的负弯月形透镜L12和具有面向物体的凸表面的正弯月形透镜L13。负透镜L11的物体侧和像侧透镜表面均为非球面。
第二透镜组G2按从物体的顺序包括双凸正透镜L21、双凸正透镜L22和双凹负透镜L23的胶合透镜以及双凹负透镜L24和双凸正透镜L25的胶合透镜。正透镜L25的像侧透镜表面为非球面。
第三透镜组G3由双凸正透镜L31构成。
滤波器组FL由低通滤波器、红外截止滤色器等等构成，以便截止超出设置在像平面I上的固态成像元件(例如，CCD，CMOS)的临界分辨率的空间频率。
在具有该构造的例子8的光学系统WL8中，优选的是通过沿光轴移动第三透镜组G3，执行从无限远的物体聚焦到位于具有约放大率β＝-0.036的有限距离的物体。优选的是通过沿光轴分别移动第二透镜组G2和第三透镜组G3，执行聚焦到具有大于-0.036的放大率β的较近距离的物体。
表8示出了例子8的每一数据值。表8中的表面编号1至22分别对应于具有图16中所示的曲率半径R1至R22的每一光学表面。在例子8中，表面1、表面2和表面16是非球面的。
(表8)
[透镜数据]
[非球面数据]
表面1
κ＝1.0000,A4＝-4.5412E-02,A6＝2.5782E-02,A8＝0.0000E+00,A10＝0.0000E+00
表面2
κ＝0.7000,A4＝-6.7660E-02,A6＝-3.9725E-01,A8＝6.4185E-01,A10＝-2.2663E+00
表面16
κ＝1.0000,A4＝4.0710E-01,A6＝8.1699E-01,A8＝-3.5427E-01,A10＝3.6897E+00
[各种数据]
[可变表面距离数据]
[条件式]
νd2＝17.98
νd3＝42.09
fL1＝-1.3536
fL2＝-44.2169
R12＝0.5942
R21＝-1.5351
条件式(3) νd3-νd2＝24.110
条件式(4) fL1/fL2＝0.0306
条件式(5) (-R21)/R12＝2.584
如表8所示，例子8的光学系统WL8满足条件式(3)至(5)。
图17是示出根据例子8的光学系统WL8的各种像差(球面像差、像散、畸变、彗差和横向色差)的图，其中，图17A是示出当聚焦无限远时(β＝0.000)时的各种像差的图，图17B是示出聚焦中间距离的点(β＝-0.009)时的各种像差的图，以及图17C是示出聚焦最近点(β＝-0.036)时的各种像差的图。
如示出图17A至图17C的像差的每一图阐明的，良好地校正各种像差，证明根据例子8的光学系统WL8具有良好的成像性能。
现在，将描述包括根据实施例1或2的光学系统的数码相机(光学装置)。其中，将描述包括根据例子1(见图1)的光学系统WL1的情形，但该描述同样适用于其他例子。
图19和图20示出了包括作为摄像镜头WL的根据例子1的光学系统WL1的数码相机CAM(光学装置)的构造。在数码相机CAM中，如果按下电源按钮(未示出)，则摄像镜头WL的快门(未示出)打开，并且由镜头采集来自物体的光，并且在像平面I(见图1)上设置的成像元件C(例如，CCD、CMOS)上形成图像。在成像元件C上形成的物体图像被显示在数码相机CAM的背面上设置的液晶显示器M上。用户当察看液晶显示器M时，确定构图，然后，按下释放按钮B1来使用成像元件C拍摄物体图像，并且将该图像记录和存储在存储器(未示出)中。
在相机CAM中，设置当被摄体显得暗时，发射辅助光的辅助光发射单元EF，以及用来设定数码相机CAM的各种条件的功能按钮B2等等。其中，集成相机CAM和摄像镜头WL的小型相机示为例子，但本发明可以应用于具有摄像镜头WL的镜筒和相机本体可拆卸的单镜头反射式照相机。
如上所述，如果根据例子1的光学系统WL1包括在数码相机CAM中，作为摄像镜头WL，能实现当不使用相机时，镜筒收回相机中，但仍然小型并且具有广视角和大孔径的相机。
为帮助理解本发明，使用实施例中的构造要求，描述了本发明，但不必说，本发明不限于这些实施例。
数字和符号的说明
WL1至WL5 根据实施例1的光学系统
WL6至WL8 根据实施例2的光学系统
G1 第一透镜组
G2 第二透镜组
G3 第三透镜组
L11 第一负透镜(构成第一透镜组)
L12 第二负透镜(构成第一透镜组)
L13 第三透镜(构成第一透镜组)
FS 光斑削减光阑
S 孔径光阑
FL 滤波器组
I 像平面
CAM 数码相机(光学装置)

Claims (14)

1.一种光学系统，按从物体的顺序包括总共3个透镜组：
具有负屈光力的第一透镜组，
第二透镜组，和
第三透镜组，
所述第一透镜组按从物体的顺序包括第一负透镜，具有物体侧凹表面的第二负透镜，和正透镜，并且
满足下述条件式：
7.94≤(-fn12)/f&lt;15.00
-30.00&lt;νp13-νn12&lt;30.00
其中，fn12表示所述第二负透镜的焦距，并且f表示整个光学系统的焦距，νp13表示所述正透镜相对于d线的阿贝数，并且νn12表示所述第二负透镜相对于d线的阿贝数。
2.根据权利要求1所述的光学系统，其中
所述第二负透镜为弯月形透镜。
3.根据权利要求1所述的光学系统，其中
所述第一负透镜、所述第二负透镜和所述正透镜均为单透镜。
4.根据权利要求1所述的光学系统，其中
所述第二透镜组具有正屈光力。
5.根据权利要求1所述的光学系统，其中
将孔径光阑设置成比所述第二透镜组更接近物体。
6.根据权利要求1所述的光学系统，其中
所述第一负透镜的至少一个表面为非球面。
7.一种光学装置，包括根据权利要求1所述的光学系统。
8.一种光学系统，按从物体的顺序包括总共3个透镜组：
具有负屈光力的第一透镜组，
第二透镜组，和
第三透镜组，
所述第一透镜组按从物体的顺序包括具有负屈光力的第一透镜、具有物体侧凹表面并且具有负屈光力的第二透镜，以及具有正屈光力的第三透镜，并且
满足下述条件式：
-23.0&lt;νd3-νd2&lt;24.2
其中，νd3表示所述第三透镜相对于d线的阿贝数，并且νd2表示所述第二透镜相对于d线的阿贝数，其中
满足下述条件式：
0.1452≤fL1/fL2&lt;0.2
其中，fL1表示所述第一透镜的焦距，并且fL2表示所述第二透镜的焦距。
9.根据权利要求8所述的光学系统，其中
满足下述条件式：
2.55&lt;(-R21)/R12
其中，R21表示所述第二透镜的物体侧表面的曲率半径，并且R12表示所述第一透镜的像侧表面的曲率半径，并且当凸表面面向物体时，曲率半径R21和R12为正。
10.根据权利要求8所述的光学系统，其中
所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜均为单透镜。
11.根据权利要求8所述的光学系统，其中
所述第二透镜组具有正屈光力。
12.根据权利要求8所述的光学系统，其中
将孔径光阑设置成比所述第二透镜组更接近物体。
13.根据权利要求8所述的光学系统，其中
所述第一透镜的至少一个表面为非球面。
14.一种光学装置，包括根据权利要求8所述的光学系统。
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