CN112334812A - 透镜系统、摄像装置及移动体 - Google Patents

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CN112334812A CN202080003396.9A CN202080003396A CN112334812A CN 112334812 A CN112334812 A CN 112334812A CN 202080003396 A CN202080003396 A CN 202080003396A CN 112334812 A CN112334812 A CN 112334812A
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Abstract

一种小型并且倍率色像差得以良好校正的广角镜头。透镜系统(100，200，300，400，500，1168)从物体侧依次包括：第一透镜组(110，210，310，410，510)，其具有正折射力；孔径光阑(ST)；第二透镜组(120，220，320，420，520)，其具有正折射力；以及第三透镜组(130，230，330，430，530)，在从无穷远物体向近距离物体进行对焦时，其沿着光轴方向移动并且具有正折射力，其中，第一透镜组(110，210，310，410，510)包括：负弯月形透镜(L11)，布置为最靠近物体侧并且凸面朝向物体侧；以及第一胶合透镜(CL1)，其布置为最靠近孔径光阑(ST)，第二透镜组(120，220，320，420，520)包括布置为最靠近孔径光阑(ST)的第二胶合透镜(CL2)，第三透镜组(130，230，330，430，530)包括单透镜(L31)，并且，设L为在光轴上从第一透镜组(110，210，310，410，510)的最靠近物体侧的透镜面到最靠近像侧的透镜面的距离，Y为最大像高，f1为第一透镜组(110，210，310，410，510)的焦距，f为整个透镜系统(100，200，300，400，500，1168)的焦距，透镜系统(100，200，300，400，500，1168)满足条件式1.0＜L/Y＜2.3、1＜f1/f＜3。

Description

透镜系统、摄像装置及移动体
技术领域
本发明涉及一种透镜系统、摄像装置及移动体。
背景技术
在广角镜头中，由于需要确保足够长的后焦距，因此反远距型的透镜系统被广泛使用。反远距型的透镜系统通常后焦距较长，从物体侧依次包括负的透镜组、光阑、正的透镜组，并且具有相对于光阑而非对称的结构。例如在专利文献1、专利文献2及专利文献3中公开有这样的负先行的透镜系统。
专利文献1日本专利特开2012-173435号公报
专利文献2日本专利特开2011-209377号公报
专利文献3日本专利特开2014-199462号公报
发明内容
【发明所要解决的技术问题】
期待一种小型并且倍率色像差得以良好校正的广角镜头。
【用于解决问题的技术手段】
本发明的一个方面所涉及的透镜系统从物体侧依次可以包括：第一透镜组，其具有正折射力；孔径光阑；第二透镜组，其具有正折射力；以及第三透镜组，在从无穷远物体向近距离物体进行对焦时，其沿着光轴方向移动并具有正折射力。第一透镜组可以包括：负弯月形透镜，其布置为最靠近物体侧并且凸面朝向物体侧；以及第一胶合透镜，其布置为最靠近孔径光阑。第二透镜组可以包括：第二胶合透镜，其布置为最靠近孔径光阑。第三透镜组可以包括单透镜。设L为在光轴上从第一透镜组的最靠近物体侧的透镜面到最靠近像侧的透镜面的距离，Y为最大像高，f1为第一透镜组的焦距，f为整个透镜系统的焦距，可以满足条件式
1.0＜L/Y＜2.3
1＜f1/f＜3。
设fL11为负弯月形透镜的焦距，fCL1为第一胶合透镜的焦距，可以满足条件式
-2.0＜fL11/f＜-0.5
0.4＜fCL1/f1＜2.5。
设NCL1p为构成第一胶合透镜的正透镜对于d线的折射率，NCL1n为构成第一胶合透镜的负透镜对于d线的折射率，VCL1p为构成第一胶合透镜的正透镜的d线基准的阿贝数，VCL1n为构成第一胶合透镜的负透镜的d线基准的阿贝数，θCL1p为构成第一胶合透镜的正透镜的g线与F线间的部分色散比，θCL1n为构成第一胶合透镜的负透镜的g线与F线间的部分色散比，可以满足条件式
0＜NCL1p-NCL1n＜0.3
3＜VCL1p-VCL1n＜20
-0.07＜θCL1p-θCL1n＜-0.02。
设NCL2p为构成第二胶合透镜的正透镜对于d线的折射率，NCL2n为构成第二胶合透镜的负透镜对于d线的折射率，θCL2p为构成第二胶合透镜的正透镜的g线与F线间的部分色散比，θCL2n为构成第二胶合透镜的负透镜的g线与F线间的部分色散比，可以满足条件式
-0.3＜NCL2p-NCL2n＜0
-0.08＜θCL2p-θCL2n＜0.04。
设VL11为负弯月形透镜的d线基准的阿贝数，θgL11为负弯月形透镜的g线与F线间的部分色散比，可以满足条件式
VL11＞55
0.62＜θgL11+0.001625×VL11＜0.70。
设f3为第三透镜组的焦距，可以满足条件式
2.0＜f3/f＜5.5。
所有透镜均可以是球面透镜。
设ω为透镜系统的最大半视场角，可以满足条件式
-0.25＜(Y-f·tanω)/(f·tanω)＜-0.05。
本发明的一个方面所涉及的摄像装置包括上述透镜系统。摄像装置包括摄像元件。
本发明的一个方面所涉及的移动体包括上述透镜系统并移动。
移动体可以是无人驾驶航空器。
根据上述透镜系统，能够提供一种小型并且倍率色像差得以良好校正的透镜系统。
上述发明内容并未列举出本发明的全部特征。这些特征组的子组合可以构成发明。
附图说明
图1同时示出第一实施例中的透镜系统100的透镜构成、光学构件PP1及PP2以及像面IM。
图2示出透镜系统100在无穷远对焦状态下的球面像差、像散、畸变像差及倍率色像差。
图3同时示出第二实施例中的透镜系统200的透镜构成、光学构件PP1及PP2以及像面IM。
图4示出透镜系统200在无穷远对焦状态下的球面像差、像散、畸变像差及倍率色像差。
图5同时示出第三实施例中的透镜系统300的透镜构成、光学构件PP1及PP2以及像面IM。
图6示出透镜系统300在无穷远对焦状态下的球面像差、像散、畸变像差及倍率色像差。
图7同时示出第四实施例中的透镜系统400的透镜构成、光学构件PP1及PP2以及像面IM。
图8示出透镜系统400在无穷远对焦状态下的球面像差、像散、畸变像差及倍率色像差。
图9同时示出第五实施例中的透镜系统500的透镜构成、光学构件PP1及PP2以及像面IM。
图10示出透镜系统500在无穷远对焦状态下的球面像差、像散、畸变像差及倍率色像差。
图11示意性地示出包括无人驾驶航空器(UAV)40及控制器50的移动体系统10的一个示例。
图12示出UAV40的功能块的一个示例。
图13是示出稳定器3000的一个示例的外观立体图。
具体实施方式
以下，通过发明的实施方式来说明本发明，但是以下的实施方式并不限定权利要求书所涉及的发明。此外，实施方式中所说明的所有特征组合对于发明的解决方案未必是必须的。对本领域普通技术人员来说，显然可以对以下实施方式加以各种变更或改良。从权利要求书的描述显而易见的是，加以了这样的变更或改良的方式都可包含在本发明的技术范围之内。
权利要求书、说明书、说明书附图以及说明书摘要中包含作为著作权所保护对象的事项。任何人只要如专利局的文档或者记录所表示的那样进行这些文件的复制，著作权人则不会提出异议。但是，在除此以外的情况下，保留一切的著作权。
结合图1至图10公开了透镜系统的实施例。如各实施例所示，一实施方式的透镜系统从物体侧依次包括：第一透镜组，其具有正折射力；孔径光阑；第二透镜组，其具有正折射力；以及第三透镜组，从无穷远物体向近距离物体进行对焦时其沿着光轴方向移动并且具有正折射力。第一透镜组包括：负弯月形透镜，其布置为最靠近物体侧并且凸面朝向物体侧；以及第一胶合透镜，其布置为最靠近孔径光阑。第二透镜组具有：第二胶合透镜，其布置为最靠近孔径光阑。第三透镜组包括单透镜。设L为在光轴上从第一透镜组的最靠近物体侧的透镜面到最靠近像侧的透镜面的距离，Y为最大像高，f1为第一透镜组的焦距，f为整个透镜系统的焦距，满足条件式
1.0＜L/Y＜2.3···(1)
1＜f1/f＜3···(2)。
通过上述结构，能够以低廉的价格实现一种分辨率高、小型并且倍率色像差得以良好校正的光学系统。条件式(1)是关于在光轴上从第一透镜组的最靠近物体侧的透镜面到最靠近像侧的透镜面的距离与最大像高的条件。通过避免成为条件式(1)的下限以下，从而有利于球面像差及像面弯曲的校正。通过避免成为条件式(1)的上限以上，从而容易实现小型化。
条件式(2)是关于整个透镜系统的焦距与第一透镜组的焦距之间关系的条件。通过避免成为条件式(2)的下限以下，从而有利于球面像差及色像差的校正。通过避免成为条件式(2)的上限以上，从而有利于实现小型化。另外，通过减弱了第二透镜组的正折射力，并且抑制了珀兹伐像面向负侧的弯曲，从而有利于对像面弯曲及像散进行校正。
通过将布置为最靠近物体侧并且凸面朝向物体侧的负弯月形透镜作为最靠近物体侧的透镜，从而容易实现广角化，同时有利于对球面像差及广视角化时易产生的像散进行校正。
第一胶合透镜包括具有正折射力的正透镜及具有负折射力的负透镜。由此，有利于对色像差进行校正，并且可抑制由于偏心等制造误差引起的光学性能的降低，同时可抑制高阶的球面像差。若将包含在第一胶合透镜内的正透镜设为双凸形状，则能够更好地对球面像差进行校正。
第二胶合透镜包括具有正折射力的正透镜及具有负折射力的负透镜。由此，有利于对色像差进行校正，并且可抑制由于偏心等制造误差引起的光学性能的降低，同时可抑制高阶的球面像差。若将包含在第二胶合透镜内的正透镜设为双凸形状，则能够更好地对球面像差进行校正。
第三透镜组包括单透镜，由此可实现聚焦透镜组的轻量化，并且有利于确保聚焦动作的高速化与静音化以及进行视频拍摄等时的连续对焦精度。通过将聚焦时移动的透镜组仅设为一个，从而能够简化框的结构并且有利于轻量化、小型化以及低成本化。
通过满足下述条件式(1-1)，以使上述效果更为显著。
1.1＜L/IH＜1.7···(1-1)
另外，通过满足下述条件式(2-1)，以使上述效果更为显著。
1.1＜f1/f＜2.2···(2-1)
设fL11为负弯月形透镜的焦距，fCL1为第一胶合透镜的焦距，透镜系统满足条件式
-2.0＜fL11/f＜-0.5···(3)
0.4＜fCL1/f1＜2.5···(4)。
条件式(3)是关于负弯月形透镜的焦距与整个透镜系统的焦距之间的关系的条件。通过避免成为条件式(3)的下限以下，从而能够充分地确保负弯月形透镜的负折射力，有利于确保较宽的视角。另外，降低珀兹伐像面正向增强的趋势，有利于像散的降低。通过避免成为条件式(3)的上限以上，从而限制负透镜的折射力，易于缩短后焦距，有利于缩短光学系统的总长度。
条件式(4)是关于第一透镜组的焦距与第一胶合透镜的焦距之间的关系的条件。通过避免成为条件式(4)的下限以下，从而容易实现小型化。通过避免成为条件式(4)的上限以上，从而能够对负弯月形透镜的负的焦强进行适当地设定，容易实现对倍率色像差及彗差的校正。
通过满足下述条件式(3-1)，以使上述效果更为显著。
-1.8＜fL11/f＜-0.8···(3-1)
另外，通过满足下述条件式(4-1)，以使上述效果更为显著。
1.1＜fCL1/f1＜2.2···(4-1)
设NCL1p为构成第一胶合透镜的正透镜对于d线的折射率，NCL1n为构成第一胶合透镜的负透镜对于d线的折射率，VCL1p为构成第一胶合透镜的正透镜的d线基准的阿贝数，VCL1n为构成第一胶合透镜的负透镜的d线基准的阿贝数，θCL1p为构成第一胶合透镜的正透镜的g线与F线间的部分色散比，θCL1n为构成第一胶合透镜的负透镜的g线与F线间的部分色散比，透镜系统满足条件式
0＜NCL1p-NCL1n＜0.3···(5)
3＜VCL1p-VCL1n＜20···(6)
-0.07＜θCL1p-θCL1n＜-0.02···(7)。
条件式(5)是关于构成第一胶合透镜的正透镜的材质与具有负折射力的负透镜的材质之间的折射率差的条件。通过避免成为条件式(5)的下限以下，从而有利于球面像差的校正。通过避免成为条件式(5)的上限以上，从而可使珀兹伐和接近0，并且能够抑制像面弯曲的产生。
条件式(6)是关于构成第一胶合透镜的正透镜的阿贝数与负透镜的阿贝数之差的条件。通过满足条件式(6)，从而能够同时对轴上色像差与倍率色像差进行良好地校正。通过避免成为条件式(6)的下限值以下，从而能够对轴上色像差及倍率色像差进行良好地校正。因此，能够以较少的透镜片数得到成像性能良好的光学系统。通过避免成为条件式(6)的上限值以上，从而防止对轴上色像差及倍率色像差的校正过度。因此，用于像差校正所需的透镜片数减少，并且在维持良好的成像性能的同时，容易地实现小型化。
条件式(7)是关于构成第一胶合透镜的正透镜的材质与具有负折射力的负透镜的材质的g线与F线间的部分色散比的差的条件。通过满足条件式(7)，从而能够抑制二次色像差的产生。
设NCL2p为构成第二胶合透镜的正透镜对于d线的折射率，NCL2n为构成第二胶合透镜的负透镜对于d线的折射率，θCL2p为构成第二胶合透镜的正透镜的g线与F线间的部分色散比，θCL2n为构成第二胶合透镜的负透镜的g线与F线间的部分色散比，透镜系统满足条件式
-0.3＜NCL2p-NCL2n＜0···(8)
-0.08＜θCL2p-θCL2n＜0.04···(9)。
条件式(8)是关于构成第二胶合透镜的正透镜的材质与具有负折射力的负透镜的材质之间的折射率差的条件。通过避免成为条件式(8)的下限以下，从而有利于球面像差的校正。通过避免成为条件式(8)的上限以上，从而可使珀兹伐和接近0，并且能够抑制像面弯曲的产生。
条件式(9)对构成第二胶合透镜的正透镜的材质与具有负折射力的负透镜的材质的g线与F线间的部分色散比的差进行规定。通过满足条件式(9)，从而能够抑制二次色像差的产生。
设VL11为负弯月形透镜的d线基准的阿贝数，θgL11为负弯月形透镜的g线与F线间的部分色散比，透镜系统满足条件式
VL11＞55···(10)
0.62＜θgL11+0.001625×VL11＜0.70···(11)。
条件式(10)是关于负弯月形透镜的d线基准的阿贝数的条件。通过满足条件式(10)，从而能够对倍率色像差的产生进行抑制。条件式(11)是关于负弯月形透镜的g线与F线间的部分色散比的条件。通过避免成为条件式(11)的下限以下来选择材料，从而能够避免二级光谱校正不足。通过避免成为条件式(11)的上限以上来选择材料，从而能够避免二级光谱校正过度。
设f3为第三透镜组的焦距，透镜系统满足条件式
2.0＜f3/f＜5.5···(12)。
条件式(12)是关于进行聚焦的第三透镜组的焦距与整个透镜系统的焦距之间的关系的条件。通过避免成为条件式(12)的下限以下，从而能够对第三透镜组的折射力进行适当地设定并且缩短聚焦行程，有利于实现小型化。通过避免成为条件式(12)的上限以上，从而能够对从无穷远向最近距离变化时的像面弯曲与球面像差的变动进行抑制。
另外，通过满足下述条件式(12-1)，以使上述效果更为显著。
2.1＜f3/f＜4.7···(12-1)
在透镜系统中，所有透镜均是球面透镜。通常，由于与非球面透镜相比球面透镜的制造准备时间较短并且制造难度较低，因此其价格低廉。通过将透镜系统所包括的所有透镜设为球面透镜，从而能够提供价格低廉的镜头。
设ω为透镜系统的最大半视场角，透镜系统满足条件式
-0.25＜(Y-f·tanω)/(f·tanω)＜-0.05···(13)。
在本实施方式所涉及的透镜构成中，通过产生负畸变，从而有利于实现小型化与高性能化。通过利用光学产生的畸变，从而得到较宽的视角。另一方面，通过电图像处理对形成于摄像元件的摄像面上并且包含光学产生的畸变的像的信号进行校正，也能够进行记录、显示等。由此，光学系统通过积极地产生负畸变从而实现小型化与高性能化，并且通过减少所拍摄的图像的变形，从而能够进一步利用小型化与高性能化这两方面的优点。条件式(13)是为了实现成像透镜系统的小型化，并且为了充分地发挥出透镜系统所包括的上述结构的特性的较佳的条件。通过避免成为条件式(13)的下限以下，从而有意地产生负畸变，有利于兼顾广视角与小型化。通过避免成为条件式(13)的上限以上，从而易于减少像面弯曲，并且抑制用于校正像面弯曲的前侧透镜组的构成片数的增加，进而实现小型化。另外，易于对入射到摄像面中的最大像高的光线的入射角度的增大进行抑制。
另外，通过满足下述条件式(13-1)，以使上述效果更为显著。
-0.20＜(Y-f·tanω)/(f·tanω)＜-0.10···(13-1)
如上所述，根据本实施方式所涉及的透镜系统，可实现口径大、小型、广角并且价格低廉的单焦点镜头。特别是，通过从物体侧布置正的前组、孔径光阑、正的后组、聚焦组，从而能够使正折射力在孔径光阑的前后适当地分散，容易进行各种像差的校正。另外，能够抑制聚焦时的各种像差的变动。此外，通过满足上述各条件式，从而可实现更小型并且具有优异的成像性能的内聚焦式的固定焦点镜头。
此外，在本说明书中当使用“由～组成”、“由～构成”、“由～构成的”这一术语时，在所列举的构成元件的基础上，可以包括实际上不具有折射力的透镜、光阑、滤波器及玻璃盖片等实际具有折射力的非透镜光学元件和/或、透镜凸缘、摄像元件及抖动校正机构等机构要素。例如，当使用“由X组成”、“由X构成”、“由X构成的”这一术语时，在X的基础上，可以包括实际具有折射力的非透镜光学元件和/或机构要素。
以下，对透镜系统的实施方式所涉及的实施例的透镜构成进行说明。首先，对透镜系统的各实施例的说明中使用的符号等的意思进行说明。
在透镜数据的表中，面编号栏中示出面编号，以最靠近物体侧的面作为第一面，并且随着朝向像侧依次增加。R栏中示出各个面的曲率半径，D栏中示出在光轴上各个面与该像侧相邻的面之间的面间隔。另外，Nd栏中示出各光学元件对于d线(波长587.6nm(纳米))的折射率，vd栏中示出各光学元件的d线基准的阿贝数。其中，曲率半径的符号是以面形状凸向物体侧时为正，凸向像面侧时为负。另外，曲率半径中的“∞”表示该面为平面。
透镜数据也包括：孔径光阑ST、光学构件PP1、PP2。在相当于孔径光阑ST的面的面编号栏中记载了面编号的同时也记载了(STO)这一术语。在透镜数据中，在聚焦时间隔发生变化的面间隔的栏中分别记载了D[面编号]。
“f”表示焦距。“Fno”表示F数。“ω”表示半视场角(最大半视场角)。“Y”表示最大像高。“INF”表示无穷远对焦状态。“MOD”表示最近对焦状态。
在透镜数据、变化的面间隔数据及透镜系统的规格数据中，使用“度”作为角度单位，而使用“mm”作为长度单位。但是，由于透镜系统比例扩大或者比例缩小也可使用，因此也能够使用其他合适的单位。
此外，当摄像镜头搭载于摄像装置上时，优选包括对应于摄像装置的规格的低通滤波器等各种滤波器及保护用的玻璃盖片。在实施例中，示出将在这些假设下的平行平板状光学构件PP1及PP2布置在透镜系统与像面IM之间的示例。但是，光学构件PP1及PP2的位置并不限于各实施例所示的位置。另外，也可采用省略了光学构件PP1及PP2两者或省略了二者之一的构成。
“Li”表示单透镜。L之后的i为自然数，其用于对各实施例中透镜系统所包括的透镜进行标识。在各实施例的说明中，分配了符号Lm的透镜并不意味着与其他的实施例中分配了相同符号Lm的透镜是同一透镜。“CLj”表示胶合透镜。CL之后的j为自然数，其用于对各实施例中透镜系统所包括的胶合透镜进行标识。“CLj”之后的“n”或者“p”表示构成胶合透镜的透镜为正透镜或者为负透镜。另外，分配了符号CLj的胶合透镜并不意味着与其他的实施例中分配了相同符号CLn的胶合透镜是同一胶合透镜。同样，分配了符号CLjn的透镜并不意味着与其他的实施例中分配了相同符号CLjn的透镜是同一透镜。同样，分配了符号CLjp的透镜并不意味着与其他的实施例中分配了相同符号CLjp的透镜是同一透镜。
图1同时示出第一实施例中的透镜系统100的透镜构成、光学构件PP1及PP2以及像面IM。透镜系统100从物体侧依次由具有正折射力的第一透镜组110、孔径光阑ST及具有正折射力的第二透镜组120构成。第一透镜组110从物体侧依次由负弯月形透镜L11、透镜L12、第一胶合透镜LC1构成。第二透镜组120从物体侧依次由第二胶合透镜CL2、透镜L21构成。第三透镜组130由透镜L31构成。从无穷远物体向近距离物体进行对焦时，第三透镜组130沿着光轴方向(Z)移动。构成透镜系统100的所有透镜均是球面透镜。
表1示出透镜系统100的透镜数据。
【表1】
面编号 R D Nd Vd
1 22.445 0.55 1.43700 95.10
2 4.584 3.02
3 -7.478 2.78 1.91082 35.25
4 -10.000 0.14
5 13.082 1.54 1.87070 40.73
6 -13.082 0.50 1.80809 22.76
7 -34.173 2.77
8(STO) ∞ 1.82
9 -78.601 0.50 1.95375 32.32
10 8.039 2.68 1.72916 54.67
11 -8.039 0.93
12 -5.588 0.82 1.75211 25.05
13 -7.934 D[13]
14 730.470 1.55 1.83481 42.72
15 -25.800 D[15]
16 ∞ 0.30 1.51680 64.20
17 ∞ 0.27
18 ∞ 0.50 1.51680 64.20
19 ∞ 0.81
表2示出无穷远对焦状态及最近对焦状态下的面间隔数据。
【表2】
INF MOD
D[13] 1.85 1.72
D[15] 7.07 7.20
表3示出无穷远对焦状态及最近对焦状态下的整个透镜系统100的焦距f、Fno、半视场角ω及像高Y。
【表3】
INF MOD
f 8.91 8.88
Fno 2.88 2.87
ω 41.68 41.67
Y 6.61 6.61
如上所述，透镜系统100包括三组。第一透镜组110从物体侧依次由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L11、透镜L12、布置为最靠近孔径光阑ST的第一胶合透镜CL1构成。第二透镜组120从物体侧依次由布置为最靠近孔径光阑ST的第二胶合透镜CL2、透镜L21构成。透镜L21是凸面朝向像侧的弯月形透镜。第三透镜组130由透镜L31的单透镜构成。第一胶合透镜CL1从物体侧依次由正透镜CL1p与负透镜CL1n构成。正透镜CL1p与负透镜CL1n胶合。第二胶合透镜CL2从物体侧依次由负透镜CL2n与正透镜CL2p构成。负透镜CL2n与正透镜CL2p胶合。
图2示出透镜系统100在无穷远对焦状态下的球面像差、像散、畸变像差及倍率色像差。在表示球面像差、像散、畸变像差及倍率色像差的各像差图中示出以d线(波长587.6nm)作为基准波长的像差。在球面像差图中，C线(波长656.3nm)、d线(波长587.6nm)、F线(波长486.1nm)、g线(波长435.8nm)及h线(波长404.7nm)的像差分别由长虚线、实线、单点划线、短虚线及双点划线表示。在像散图中，弧矢方向(S)及切线方向(T)的像差分别由实线及短虚线表示。在畸变像差中，d线的值由实线表示。在倍率色像差图中，C线(波长656.3nm)、F线(波长486.1nm)、g线(波长435.8nm)及h线(波长404.7nm)的像差分别由长虚线、单点划线、短虚线及双点划线表示。此外，球面像差图的FNo表示F数。其他的像差图的Y表示最大像高。从各像差图可知，透镜系统100中，显然各种像差得以良好地校正，并且具有优异的成像性能。
图3同时示出第二实施例中的透镜系统200的透镜构成、光学构件PP1及PP2以及像面IM。透镜系统200从物体侧依次由具有正折射力的第一透镜组210、孔径光阑ST及具有正折射力的第三透镜组230构成。第一透镜组210从物体侧依次由负弯月形透镜L11、透镜L12、第一胶合透镜CL1构成。第二透镜组220从物体侧依次由第二胶合透镜CL2、透镜L21、透镜L22构成。第三透镜组230由透镜L31构成。从无穷远物体向近距离物体进行对焦时，第三透镜组230沿着光轴方向(Z)移动。构成透镜系统200的所有透镜均是球面透镜。
表4示出透镜系统200的透镜数据。
【表4】
面编号 R D Nd Vd
1 13.652 0.55 1.55032 75.50
2 4.948 3.05
3 -12.013 3.74 1.94595 17.98
4 -22.019 0.20
5 13.694 1.85 2.00912 29.13
6 -15.734 0.55 1.93323 20.88
7 -70.696 1.89
8(STO) ∞ 1.70
9 15.778 3.89 1.80831 46.50
10 -5.950 0.52 1.81263 25.46
11 13.912 0.73
12 59.342 1.48 2,00912 29.13
13 -13.033 1.23
14 -6.000 0.60 1.75918 25.05
15 -14.571 D[15]
16 33.533 1.74 1.96073 32.32
17 -43.858 D[17]
18 ∞ 0.30 1.51680 64.20
19 ∞ 0.27
20 ∞ 0.50 1.51680 64.20
21 ∞ 0.81
表5示出无穷远对焦状态及最近对焦状态下的面间隔数据。
【表5】
INF MOD
D[15] 1.64 1.50
D[17] 3.75 3.89
表6示出无穷远对焦状态及最近对焦状态下的整个透镜系统200的焦距f、Fno、半视场角ω及像高Y。
【表6】
INF MOD
f 8.85 8.81
Fno 2.88 2.86
ω 41.87 40.91
Y 6.64 6.64
如上所述，透镜系统200由三组构成。第一透镜组210从物体侧依次由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L11、透镜L12、布置为最靠近孔径光阑ST的第一胶合透镜CL1构成。第二透镜组220从物体侧依次由布置为最靠近孔径光阑ST的第二胶合透镜CL2、透镜L21、透镜L22构成。透镜L22是凸面朝向像侧的弯月形透镜。第三透镜组230由透镜L31的单透镜构成。第一胶合透镜CL1由正透镜CL1p及负透镜CL1n构成。正透镜CL1p与负透镜CL1n胶合。第二胶合透镜CL2由正透镜CL2p与负透镜CL2n构成。正透镜CL2p与负透镜CL2n胶合。
图4示出透镜系统200在无穷远对焦状态下的球面像差、像散、畸变像差及倍率色像差。在表示球面像差、像散、畸变像差及倍率色像差的各像差图中示出以d线(波长587.6nm)作为基准波长的像差。在球面像差图中，C线(波长656.3nm)、d线(波长587.6nm)、F线(波长486.1nm)、g线(波长435.8nm)及h线(波长404.7nm)的像差分别由长虚线、实线、单点划线、短虚线及双点划线表示。在像散图中，弧矢方向(S)及切线方向(T)的像差分别由实线及短虚线表示。在畸变像差中，d线的值由实线表示。在倍率色像差图中，C线(波长656.3nm)、F线(波长486.1nm)、g线(波长435.8nm)及h线(波长404.7nm)的像差分别由长虚线、单点划线、短虚线及双点划线表示。此外，球面像差图的FNo表示F数。其他的像差图的Y表示最大像高。透镜系统从各像差图显而易见的是，透镜系统200的各种像差得以良好地校正，并且具有优异的成像性能。
图5同时示出第三实施例中的透镜系统300的透镜构成、光学构件PP1及PP2以及像面IM。透镜系统300从物体侧依次由具有正折射力的第一透镜组310、孔径光阑ST及具有正折射力的第三透镜组330构成。第一透镜组310从物体侧依次由负弯月形透镜L11、透镜L12、第一胶合透镜CL1构成。第二透镜组320从物体侧依次由第二胶合透镜CL2、透镜L21构成。第三透镜组330由透镜L31构成。从无穷远物体向近距离物体进行对焦时，第三透镜组330沿着光轴方向(Z)移动。构成透镜系统300的所有透镜均是球面透镜。
表7示出透镜系统300的透镜数据。
【表7】
面编号 R D Nd Vd
1 16.241 0.55 1.43700 95.10
2 4.264 3.68
3 -9.886 3.08 1.92286 20.88
4 -13.383 0.34
5 11.525 1.55 1.8707 40.73
6 -12.023 0.50 1.5927 35.45
7 ∞ 1.60
8(STO) ∞ 1.42
9 -34.524 0.54 1.90366 31.31
10 6.077 2.44 1.72916 54.67
11 -7.958 1.02
12 -5.236 0.94 1.75211 25.05
13 -7.079 D[13]
14 39.589 1.85 1.87070 40.73
15 -79.482 D[15]
16 ∞ 0.30 1.51680 64.20
17 ∞ 0.27
18 ∞ 0.50 1.51680 64.20
19 ∞ 0.81
表8示出无穷远对焦状态及最近对焦状态下的面间隔数据。
【表8】
INF MOD
D[13] 2.38 2.25
D[15] 6.64 6.77
表9示出无穷远对焦状态及最近对焦状态下的整个透镜系统300的焦距f、Fno、半视场角ω及像高Y。
【表9】
INF MOD
f 8.91 8.88
Fno 2.85 2.84
ω 41.68 41.67
Y 6.62 6.62
如上所述，透镜系统300由三组构成。第一透镜组310从物体侧依次由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L11、透镜L12、布置为最靠近孔径光阑ST的第一胶合透镜CL1构成。第二透镜组320从物体侧依次由布置为最靠近孔径光阑ST的第二胶合透镜CL2、透镜L21构成。透镜L22是凸面朝向像侧的弯月形透镜。第三透镜组330由透镜L31的单透镜构成。第一胶合透镜CL1由正透镜CL1p与负透镜CL1n构成。正透镜CL1p与负透镜CL1n胶合。第二胶合透镜CL2由负透镜CL2n与正透镜CL2p构成。负透镜CL2n与正透镜CL2p胶合。
图6示出透镜系统300在无穷远对焦状态下的球面像差、像散、畸变像差及倍率色像差。在表示球面像差、像散、畸变像差及倍率色像差的各像差图中示出以d线(波长587.6nm)作为基准波长的像差。在球面像差图中，C线(波长656.3nm)、d线(波长587.6nm)、F线(波长486.1nm)、g线(波长435.8nm)及h线(波长404.7nm)的像差分别由长虚线、实线、单点划线、短虚线及双点划线表示。在像散图中，弧矢方向(S)及切线方向(T)的像差分别由实线及短虚线表示。在畸变像差中，d线的值由实线表示。在倍率色像差图中，C线(波长656.3nm)、F线(波长486.1nm)、g线(波长435.8nm)及h线(波长404.7nm)的像差分别由长虚线、单点划线、短虚线及双点划线表示。此外，球面像差图的FNo表示F数。其他的像差图的Y表示最大像高。透镜系统从各像差图显而易见的是，透镜系统300的各种像差得以良好地校正，并且具有优异的成像性能。
图7同时示出第四实施例中的透镜系统400的透镜构成、光学构件PP1及PP2以及像面IM。透镜系统400从物体侧依次由具有正折射力的第一透镜组410、孔径光阑ST及具有正折射力的第三透镜组430构成。第一透镜组410从物体侧依次由负弯月形透镜L11、透镜L12、第一胶合透镜CL1构成。第二透镜组420从物体侧依次由第二胶合透镜CL2、透镜L21构成。第三透镜组430由透镜L31构成。从无穷远物体向近距离物体进行对焦时，第三透镜组430沿着光轴方向(Z)移动。构成透镜系统400的所有透镜均是球面透镜。
表10示出透镜系统400的透镜数据。
【表10】
面编号 R D Nd Vd
1 35.232 0.50 1.61997 63.88
2 4.433 4.56
3 11.450 1.74 1.85478 24.80
4 -119.955 0.44
5 -16.666 0.50 1.89286 20.36
6 13.124 2.35 1.95375 32.32
7 -9.833 1.20
8(STO) ∞ 1.20
9 99.597 1.88 1.49700 81.61
10 -4.174 0.50 1.72825 28.32
11 24.972 0.42
12 -42.494 1.45 2.00100 29.13
13 -10.159 D[13]
14 -2355.256 1.42 1.80420 46.50
15 -32.100 D[15]
16 ∞ 0.30 1.51680 64.20
17 ∞ 0.27
18 ∞ 0.50 1.51680 64.20
19 ∞ 0.81
表11示出无穷远对焦状态及最近对焦状态下的面间隔数据。
【表11】
INF MOD
D[13] 3.00 2.82
D[15] 7.36 7.54
表12示出无穷远对焦状态及最近对焦状态下的整个透镜系统400的焦距f、Fno、半视场角ω及像高Y。
【表12】
INF MOD
f 8.84 8.81
Fno 2.89 2.88
ω 41.92 41.92
Y 6.62 6.62
如上所述，透镜系统400由三组构成。第一透镜组410从物体侧依次由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L11、透镜L12、布置为最靠近孔径光阑ST的第一胶合透镜CL1构成。第二透镜组420从物体侧依次由布置为最靠近孔径光阑ST的第二胶合透镜CL2、透镜L21构成。透镜L21在像侧具有凸面。第三透镜组430由透镜L31的单透镜构成。第一胶合透镜CL1由负透镜CL1n与正透镜CL1p构成。负透镜CL1n与正透镜CL1p胶合。第二胶合透镜CL2由正透镜CL2p与负透镜CL2n构成。正透镜CL2p与负透镜CL2n胶合。
图8示出透镜系统400在无穷远对焦状态下的球面像差、像散、畸变像差及倍率色像差。在表示球面像差、像散、畸变像差及倍率色像差的各像差图中示出以d线(波长587.6nm)作为基准波长的像差。在球面像差图中，C线(波长656.3nm)、d线(波长587.6nm)、F线(波长486.1nm)、g线(波长435.8nm)及h线(波长404.7nm)的像差分别由长虚线、实线、单点划线、短虚线及双点划线表示。在像散图中，弧矢方向(S)及切线方向(T)的像差分别由实线及短虚线表示。在畸变像差中，d线的值由实线表示。在倍率色像差图中，C线(波长656.3nm)、F线(波长486.1nm)、g线(波长435.8nm)及h线(波长404.7nm)的像差分别由长虚线、单点划线、短虚线及双点划线表示。此外，球面像差图的FNo表示F数。其他的像差图的Y表示最大像高。透镜系统从各像差图显而易见的是，透镜系统400的各种像差得以良好地校正，并且具有优异的成像性能。
图9同时示出第五实施例中的透镜系统500的透镜构成、光学构件PP1及PP2以及像面IM。透镜系统500从物体侧依次由具有正折射力的第一透镜组510、孔径光阑ST及具有正折射力的第三透镜组530构成。第一透镜组510从物体侧依次由负弯月形透镜L11、透镜L12、透镜L13、第一胶合透镜CL1构成。第二透镜组520从物体侧依次由第二胶合透镜CL2、透镜L21构成。第三透镜组530由透镜L31构成。从无穷远物体向近距离物体进行对焦时，第三透镜组530沿着光轴方向(Z)移动。构成透镜系统500的所有透镜均是球面透镜。
表13示出透镜系统500的透镜数据。
【表13】
面编号 R D Nd Vd
1 33.156 0.50 1.6516 58.55
2 4.897 3.09
3 -10.197 1.27 1.95375 32.32
4 -9.870 0.10
5 10.228 1.51 1.91082 35.25
6 34.483 1.69
7 -13.472 0.50 1.85896 22.73
8 8.762 1.83 2.00100 29.13
9 -10.599 0.90
10(STO) ∞ 1.20
11 37.965 2.60 1.49700 81.61
12 -4.038 1.01 1.67270 32.10
13 24.887 0.62
14 -59.567 1.41 1.95375 32.32
15 -11.507 D[15]
16 24.952 2.00 1.49700 81.61
17 -84.618 D[17]
18 ∞ 0.30 1.51680 64.20
19 ∞ 0.27
20 ∞ 0.50 1.51680 64.20
21 ∞ 0.81
表14示出无穷远对焦状态及最近对焦状态下的面间隔数据。
【表14】
INF MOD
D[15] 3.65 3.39
D[17] 4.64 4.9
表15示出无穷远对焦状态及最近对焦状态下的整个透镜系统500的焦距f、Fno、半视场角ω及像高Y。
【表15】
INF MOD
f 8.83 8.78
Fno 2.87 2.86
ω 41.92 41.99
Y 6.61 6.61
如上所述，透镜系统500由三组构成。第一透镜组510从物体侧依次由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L11、透镜L12、透镜L13、布置为最靠近孔径光阑ST的第一胶合透镜CL1构成。第二透镜组520从物体侧依次由布置为最靠近孔径光阑ST的第二胶合透镜CL2、透镜L21构成。透镜L21在像侧具有凸面。第三透镜组530由透镜L31的单透镜构成。第一胶合透镜CL1由负透镜CL1n与正透镜CL1p构成。负透镜CL1n与正透镜CL1p胶合。第二胶合透镜CL2由正透镜CL2p与负透镜CL2n构成。正透镜CL2p与负透镜CL2n胶合。
图10示出透镜系统500在无穷远对焦状态下的球面像差、像散、畸变像差及倍率色像差。在表示球面像差、像散、畸变像差及倍率色像差的各像差图中示出以d线(波长587.6nm)作为基准波长的像差。在球面像差图中，C线(波长656.3nm)、d线(波长587.6nm)、F线(波长486.1nm)、g线(波长435.8nm)及h线(波长404.7nm)的像差分别由长虚线、实线、单点划线、短虚线及双点划线表示。在像散图中，弧矢方向(S)及切线方向(T)的像差分别由实线及短虚线表示。在畸变像差中，d线的值由实线表示。在倍率色像差图中，C线(波长656.3nm)、F线(波长486.1nm)、g线(波长435.8nm)及h线(波长404.7nm)的像差分别由长虚线、单点划线、短虚线及双点划线表示。此外，球面像差图的FNo表示F数。其他的像差图的Y表示最大像高。透镜系统从各像差图显而易见的是，透镜系统500的各种像差得以良好地校正，并且具有优异的成像性能。
表16示出第一实施例至第五实施例中的各条件式所涉及的数值。表17示出与条件式(1)～(13)相关的各个数值。表16及表17所示的值是以d线作为基准波长时的数值。
【表16】
Figure BDA0002842918090000221
【表17】
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
Y 6.61 6.64 6.62 6.62 6.61
ω 41.68 41.87 41.68 41.92 41.92
L 8.53 9.94 9.70 10.09 10.49
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
f 8.91 8.85 8.91 8.84 8.83
f1 16.669 24.612 13.658 11.0962 12.599
f3 29.879 20.145 30.5716 40.4562 39.009
fL11 -11.710 -14.426 -13.4199 -8.23096 -8.879
fCL1 10.756 11.160 10.285 18.1187 18.912
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
VL11 95.1 75.5 95.10 63.88 58.55
θgL11 0.5334 0.5400 0.5334 0.5425 0.5425
NCL1p 1.8707 2.00912 1.8707 1.95375 2.001
NCL1n 1.80809 1.93323 1.5927 1.89286 1.85896
VCL1p 40.73 29.13 40.73 32.32 29.13
VCL1n 22.76 20.88 35.45 20.36 22.73
8CL1p 0.5682 0.5994 0.5682 0.5901 0.5994
θCL1n 0.6286 0.6388 0.5926 0.6393 0.6284
NCL2p 1.72916 1.80831 1.72916 1.49700 1.49700
NCL2n 1.95375 1.81263 1.90366 1.72825 1.67270
θCL2p 0.5452 0.5572 0.5452 0.5388 0.5388
θCL2n 0.5901 0.6156 0.5947 0.6058 0.5988
从以上数据可知，实施例1～5的透镜系统是一种口径大、小型、广角并且实际为单焦点镜头，同时倍率色像差得以良好地校正并具有较高的光学性能。另外，由于可以仅由球面透镜构成，因此能够降低制造成本。另外，由于负责聚焦的透镜组能够由一个透镜构成，因此可实现负责聚焦的透镜组的轻量化，进而实现高速聚焦。
上述透镜系统所包括的构成能够进行任意组合，可按照要求的规格适当选择性地采用。例如，基于本实施方式的透镜系统在满足条件式(1)～(2)的基础上，也可以满足条件式(1)～(13)、(1-1)、(2-1)、(3-1)、(4-1)、(12-1)及(13-1)中的任意一个，也可以满足这些条件式的任意组合。
以上，通过列举实施方式及实施例对本发明进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式及实施例，可进行各种变形。例如，各个透镜的曲率半径、面间隔、折射率及阿贝数并不限定于上述各个数值实施例所示的值，也可以取其他的值。
本实施方式所涉及的透镜系统能够应用于数码相机、摄像机等摄像装置用的透镜系统。本实施方式所涉及的透镜系统能够应用于不具有变焦机构的透镜系统。本实施方式所涉及的透镜系统能够应用于航拍摄像机、监控用摄像机等的透镜系统。本实施方式所涉及的透镜系统能够应用于非更换镜头式的摄像装置所包括的摄像镜头。本实施方式所涉及的透镜系统能够应用于单反相机等更换镜头式相机的可更换镜头。
以下，作为包括本实施方式所涉及的透镜系统的系统的一个示例，对一移动体系统进行说明。
图11示意性地示出包括无人驾驶航空器(UAV)40及控制器50的移动体系统10的一个示例。UAV40包括UAV主体1101、万向节1110、多个摄像装置1230、以及摄像装置1220。摄像装置1220包括镜头装置1160及摄像部1140。镜头装置1160包括上述透镜系统。UAV40是包括具有上述透镜系统的摄像装置并移动的移动体的一个示例。移动体是指除了UAV以外包含在空中移动的其他的飞机、在地面移动的车辆、在水上移动的船舶等的概念。
UAV主体1101包括多个旋翼。UAV主体1101通过控制多个旋翼的旋转而使UAV40飞行。UAV主体1101使用例如四个旋翼来使UAV40飞行。旋翼的数量不限于四个。UAV40也可以是没有旋翼的固定翼机。
摄像装置1230为对包含在所期望的摄像范围内的被摄体进行拍摄的摄像用相机。多个摄像装置1230是为了控制UAV40的飞行而对UAV40的周围进行拍摄的传感用相机。摄像装置1230可以固定在UAV主体1101上。
两个摄像装置1230可以设置于UAV40的机头、即正面。并且，其它两个摄像装置1230可以设置于UAV40的底面。正面侧的两个摄像装置1230可以成对，起到所谓的立体相机的作用。底面侧的两个摄像装置1230也可以成对，起到立体相机的作用。可以根据由多个摄像装置1230所拍摄的图像来生成UAV40周围的三维空间数据。到由多个摄像装置1230拍摄的被摄体的距离能够被多个摄像装置1230的立体相机所确定。
UAV40所包括的摄像装置1230的数量不限于四个。UAV40包括至少一个摄像装置1230即可。UAV40也可以在UAV40的机头、机尾、侧面、底面及顶面分别包括至少一个摄像装置1230。摄像装置1230也可以具有单焦点镜头或鱼眼镜头。在UAV40所涉及的说明中，有时将多个摄像装置1230简单地统称为摄像装置1230。
控制器50包括显示部54与操作部52。操作部52接收来自用户的对UAV40的姿态进行控制的输入操作。控制器50根据操作部52所接收到的用户的操作发送用于控制UAV40的信号。
控制器50接收摄像装置1230及摄像装置1220中的至少一个所拍摄的图像。显示部54显示控制器50接收到的图像。显示部54可以是触摸式面板。控制器50可以通过显示部54接收来自用户的输入操作。显示部54可以接收用户对需要摄像装置1220拍摄的被摄体的位置进行指定的用户操作等。
摄像部1140生成由镜头装置1160成像的光学图像的图像数据并进行记录。镜头装置1160可以一体地设在摄像部1140上。镜头装置1160可以是所谓的可更换镜头。镜头装置1160可以相对于摄像部1140可拆装地设置。
万向节1110具有可移动地支撑摄像装置1220的支撑机构。摄像装置1220通过万向节1110安装在UAV主体1101上。万向节1110以俯仰轴为中心可旋转地支撑摄像装置1220。万向节1110以滚转轴为中心可旋转地支撑摄像装置1220。万向节1110以偏航轴为中心可旋转地支撑摄像装置1220。万向节1110可以以俯仰轴、滚转轴及偏航轴中的至少一个轴为中心可旋转地支撑摄像装置1220。万向节1110可以分别以俯仰轴、滚转轴及偏航轴为中心可旋转地支撑摄像装置1220。万向节1110也可以对摄像部1140进行保持。万向节1110也可以对镜头装置1160进行保持。万向节1110可以以偏航轴、俯仰轴及滚转轴中的至少一个为中心使摄像部1140及镜头装置1160旋转，从而改变摄像装置1220的摄像方向。
图12示出UAV40的功能块的一个示例。UAV40包括接口1102、控制部1104、存储器1106、万向节1110、摄像部1140以及镜头装置1160。
接口1102与控制器50通信。接口1102从控制器50接收各种指令。控制部1104根据从控制器50接收的指令对UAV40的飞行进行控制。控制部1104对万向节1110、摄像部1140以及镜头装置1160进行控制。控制部1104可以由CPU或者MPU等微处理器、MCU等微控制器等组成。存储器1106存储控制部1104对万向节1110、摄像部1140以及镜头装置1160进行控制时所需的程序等。
存储器1106可以为计算机可读记录介质。存储器1106可以包括SRAM、DRAM、EPROM、EEPROM及USB存储器等闪存中的至少一个。存储器1106可以设置在UAV40的壳体内。可以设置成可从UAV40的壳体上拆卸下来。
万向节1110包括控制部1112、驱动器1114、驱动器1116、驱动器1118、驱动部1124、驱动部1126、驱动部1128及支撑机构1130。驱动部1124、驱动部1126以及驱动部1128可以是电动机。
支撑机构1130对摄像装置1220进行支撑。支撑机构1130在摄像方向上可移动地支撑摄像装置1220。支撑机构1130以偏航轴、俯仰轴及滚转轴为中心可旋转地支撑摄像部1140以及镜头装置1160。支撑机构1130包括旋转机构1134、旋转机构1136以及旋转机构1138。旋转机构1134使用驱动部1124以偏航轴为中心使摄像部1140及镜头装置1160旋转。旋转机构1136使用驱动部1126以俯仰轴为中心使摄像部1140及镜头装置1160旋转。旋转机构1138使用驱动部1128以滚转轴为中心使摄像部1140及镜头装置1160旋转。
控制部1112按照来自控制部1104的万向节1110的动作指令向驱动器1114、驱动器1116及驱动器1118输出的动作指令，所述动作指令用于表示各旋转角度。驱动器1114、驱动器1116及驱动器1118根据用于表示旋转角度的动作指令使驱动部1124、驱动部1126以及驱动部1128进行驱动。旋转机构1134、旋转机构1136以及旋转机构1138分别通过驱动部1124、驱动部1126以及驱动部1128进行驱动并旋转，从而改变摄像部1140及镜头装置1160的姿态。
摄像部1140是利用通过透镜系统1168的光进行拍摄。摄像部1140包括控制部1222、摄像元件1221以及存储器1223。控制部1222可以由CPU或者MPU等微处理器、MCU等微控制器等组成。控制部1222进行透镜系统1168的对焦控制。控制部1222按照来自控制部1104的对于摄像部1140及镜头装置1160的动作指令来控制摄像部1140及镜头装置1160。控制部1222根据从控制器50接收的信号将对镜头装置1160的控制指令输出至镜头装置1160。除了使负责聚焦的透镜组移动的指令以外，控制指令还可以包括使透镜系统1168振动的指令、对透镜系统1168的温度进行检测的指令等。
存储器1223可以为计算机可读记录介质，可以包括SRAM、DRAM、EPROM、EEPROM及USB存储器等闪存中的至少一个。存储器1223可以设置在摄像部1140的壳体的内部。摄像部1140可以设置成可从壳体上拆卸下来。
摄像元件1221保持在摄像部1140的壳体的内部，通过镜头装置1160生成成像的光学图像的图像数据，并且输出至控制部1222。摄像元件1221将通过透镜系统1168形成的光学图像转换为电信号。例如，摄像元件1221可以是CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)等。摄像元件1221布置为其摄像面与透镜系统1168的像面一致。由透镜系统1168所拍摄的像成像在摄像元件1221的摄像面上，并且作为图像数据从摄像元件1221输出。控制部1222对从摄像元件1221输出的图像数据实施信号处理并存储在存储器1223内。控制部1222也可以通过控制部1104将图像数据输出至存储器1106中并进行存储。
镜头装置1160包括控制部1162、存储器1163、驱动机构1161以及透镜系统1168。可以应用上述实施方式所涉及的透镜系统作为透镜系统1168。
控制部1162可以根据来自控制部1222的控制指令对透镜系统1168进行驱动。驱动机构1161可以根据来自控制部1162的控制指令使透镜系统1168所包括的一组以上的透镜组及孔径光阑在光轴方向上移动，从而对透镜系统1168的焦点进行调节。驱动机构1161可以根据来自控制部1162的控制指令对透镜系统1168所包括的孔径光阑进行控制。驱动机构1161可以根据来自控制部1162的控制指令使透镜系统1168振动。驱动机构1161包括例如致动器等。镜头装置1160的透镜系统1168成像的像由摄像部1140拍摄。
镜头装置1160可以一体地设在摄像部1140上。镜头装置1160可以是所谓的可更换镜头。镜头装置1160可以相对于摄像部1140可拆装地设置。
摄像装置1230包括控制部1232、控制部1234、摄像元件1231、存储器1233以及镜头1235。控制部1232可以由CPU或者MPU等微处理器、MCU等微控制器等组成。控制部1232按照来自控制部1104的摄像元件1231的动作指令控制摄像元件1231。
控制部1234可以由CPU或者MPU等微处理器、MCU等微控制器等组成。控制部1234可以按照针对镜头1235的动作指令对镜头1235的焦点进行调节。控制部1234可以按照针对镜头1235的动作指令对镜头1235所具有的孔径光阑进行控制。
存储器1233可以为计算机可读记录介质。存储器1233可以包括SRAM、DRAM、EPROM、EEPROM及USB存储器等闪速存储器中的至少一个。
摄像元件1231生成通过镜头1235成像的光学图像的图像数据，并且输出至控制部1232。控制部1232将从摄像元件1231输出的图像数据存储在存储器1233中。
在本实施方式中，UAV40包括控制部1104、控制部1112、控制部1222、控制部1232、控制部1234及控制部1162。但是，由控制部1104、控制部1112、控制部1222、控制部1232、控制部1234及控制部1162中的多个执行的处理可以由任意一个控制部执行。由控制部1104、控制部1112、控制部1222、控制部1232、控制部1234及控制部1162执行的处理也可以由一个控制部执行。在本实施方式中，UAV40包括存储器1106、存储器1223及存储器1233。存储在存储器1106、存储器1223及存储器1233中至少一个中的信息可以存储在存储器1106、存储器1223及存储器1233中的其他的一个或者多个存储器中。
摄像装置1220包括具有上述实施方式所涉及的透镜系统的镜头装置1160，从而能够提供小型并且具有较高的光学性能的摄像功能。
以下，作为包括上述实施方式所涉及的透镜系统的系统的一个示例，对一稳定器进行说明。
图13是示出稳定器3000的一个示例的外观立体图。稳定器3000是移动体的另一个示例。例如，稳定器3000所包括的相机单元3013可以具有与摄像装置1220相同的构成的摄像装置。相机单元3013可以具有与镜头装置1160相同的构成的镜头装置。
稳定器3000包括相机单元3013、万向节3020及手持部3003。万向节3020可旋转地支撑相机单元3013。万向节3020具有平移轴3009、滚转轴3010及俯仰轴3011。万向节3020以平移轴3009、滚转轴3010及俯仰轴3011为中心可旋转地支撑相机单元3013。万向节3020是支撑机构的一个示例。
相机单元3013是摄像装置的一个示例。相机单元3013具有插入存储器的插槽3014。万向节3020通过支架3007固定于手持部3003。
手持部3003具有对万向节3020、相机单元3013进行操作的各种按钮。手持部3003包括快门按钮3004、录像按钮3005及操作按钮3006。通过按下快门按钮3004，从而能够通过相机单元3013对静止图像进行记录。通过按下录像按钮3005，从而能够通过相机单元3013对视频进行记录。
器件保持架3001固定在手持部3003上。器件保持架3001对智能电话等移动设备3002进行保持。移动设备3002通过WiFi等无线网络与稳定器3000可通信地连接。由此，能够使相机单元3013拍摄的图像显示在移动设备3002的画面上。
在稳定器3000中，相机单元3013也包括上述实施方式所涉及的透镜系统，从而能够提供小型并且具有较高的光学性能的摄像功能。
以上，列举了UAV40及稳定器3000作为移动体的一个示例进行了说明。具有与摄像装置1220相同的构成的摄像装置可以安装在UAV40及稳定器3000以外的移动体上。
对于权利要求书、说明书及附图中所示的装置、系统、程序及方法中的动作、次序、步骤及阶段等各个处理的执行顺序，只要未明确指出“比...先”、“在...之前”等，或者不是在后面的处理中要使用到前面的处理的输出时，就可以以任意的顺序加以实施。关于权利要求书、说明书以及说明书附图中的操作流程，为方便起见而使用“首先”、“接着”等进行了说明，但并不意味着必须按照这样的顺序实施。
【符号说明】
10 移动体系统
40 UAV
50 控制器
52 操作部
54 显示部
1101 UAV主体
1102 接口
1104 控制部
1106 存储器
1110 万向节
1112 控制部
1114、1116、1118 驱动器
1124、1126、1128 驱动部
1130 支撑机构
1134、1136、1138 旋转机构
1140 摄像部
1160 镜头装置
1161 驱动机构
1162 控制部
1163 存储器
1168 透镜系统
1220、1230 摄像装置
1221 摄像元件
1222 控制部
1223 存储器
1231 摄像元件
1232 控制部
1233 存储器
1234 控制部
1235 镜头
100、200、300、400、500 透镜系统
110、210、310、410、510 第一透镜组
120、220、320、420、520 第二透镜组
130、230、330、430、530 第三透镜组
3000 稳定器
3001 器件保持架
3002 移动设备
3003 手持部
3004 快门按钮
3005 录像按钮
3006 操作按钮
3007 支架
3009 平移轴
3010 滚转轴
3011 俯仰轴
3013 相机单元
3014 插槽
3020 万向节

Claims (11)

1.一种透镜系统，其特征在于，从物体侧依次包括：
第一透镜组，其具有正折射力；
孔径光阑；
第二透镜组，其具有正折射力；以及
第三透镜组，在从无穷远物体向近距离物体进行对焦时，其沿着光轴方向移动并且具有正折射力，
其中，所述第一透镜组包括：
负弯月形透镜，其布置为最靠近物体侧并且凸面朝向物体侧；以及第一胶合透镜，其布置为最靠近所述孔径光阑，
所述第二透镜组包括布置为最靠近所述孔径光阑的第二胶合透镜，
所述第三透镜组包括单透镜，
并且，设L为在所述光轴上从第一透镜组的最靠近物体侧的透镜面到最靠近像侧的透镜面的距离，Y为最大像高，f1为所述第一透镜组的焦距，f为整个透镜系统的焦距，满足条件式
1.0＜L/Y＜2.3
1＜f1/f＜3。
2.根据权利要求1所述的透镜系统，其特征在于，设fL11为所述负弯月形透镜的焦距，fCL1为所述第一胶合透镜的焦距，满足条件式
-2.0＜fL11/f＜-0.5
0.4＜fCL1/f1＜2.5。
3.根据权利要求1或者2所述的透镜系统，其特征在于，设NCL1p为构成所述第一胶合透镜的正透镜对于d线的折射率，NCL1n为构成所述第一胶合透镜的负透镜对于d线的折射率，VCL1p为构成所述第一胶合透镜的正透镜的d线基准的阿贝数，VCL1n为构成所述第一胶合透镜的负透镜的d线基准的阿贝数，θCL1p为构成所述第一胶合透镜的正透镜的g线与F线间的部分色散比，θCL1n为构成所述第一胶合透镜的负透镜的g线与F线间的部分色散比，满足条件式
0＜NCL1p-NCL1n＜0.3
3＜VCL1p-VCL1n＜20
-0.07＜θCL1p-θCL1n＜-0.02。
4.根据权利要求1或者2所述的透镜系统，其特征在于，设NCL2p为构成所述第二胶合透镜的正透镜对于d线的折射率，NCL2n为构成所述第二胶合透镜的负透镜对于d线的折射率，θCL2p为构成所述第二胶合透镜的正透镜的g线与F线间的部分色散比，θCL2n为构成所述第二胶合透镜的负透镜的g线与F线间的部分色散比，满足条件式
-0.3＜NCL2p-NCL2n＜0
-0.08＜θCL2p-θCL2n＜0.04。
5.根据权利要求1或者2所述的透镜系统，其特征在于，设VL11为所述负弯月形透镜的d线基准的阿贝数，θgL11为所述负弯月形透镜的g线与F线间的部分色散比，满足条件式
VL11＞55
0.62＜θgL11+0.001625×VL11＜0.70。
6.根据权利要求1或者2所述的透镜系统，其特征在于，设f3为所述第三透镜组的焦距，满足条件式
2.0＜f3/f＜5.5。
7.根据权利要求1或者2所述的透镜系统，其特征在于，所有透镜均是球面透镜。
8.根据权利要求1或者2所述的透镜系统，其特征在于，设ω为所述透镜系统的最大半视场角，满足条件式
-0.25＜(Y-f·tanω)/(f·tanω)＜-0.05。
9.一种摄像装置，其特征在于，包括根据权利要求1或者2所述的透镜系统以及摄像元件。
10.一种移动体，其特征在于，包括根据权利要求1或者2所述的透镜系统并进行移动。
11.根据权利要求10所述的移动体，其特征在于，所述移动体是无人驾驶航空器。
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