CN115244444B - 光学系统及光学设备 - Google Patents
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Abstract
将在相机(1)等光学设备中使用的光学系统构成为,具有多个透镜组,多个透镜组在进行对焦时各透镜组之间的间隔变化,多个透镜组中的配置于最靠像侧的最终透镜组具备至少一个具有极点的透镜面,且光学系统满足以下全部的条件式:(1)0.020<Y/f<0.120(2)0.010<Bf/TL<0.150其中,Y为像高,f为光学系统的焦距,TL为光学系统的光学全长,Bf为光学系统的后焦距。
Description
技术领域
本发明涉及光学系统、光学设备及光学系统的制造方法。
背景技术
以往,公开有在照片用相机、电子静态相机、摄像机等光学设备中使用的光学系统(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2018-072457号公报
发明内容
本公开的光学系统,具有多个透镜组,多个透镜组在进行对焦时各透镜组之间的间隔变化,多个透镜组中的配置于最靠像侧的最终透镜组具备至少一个具有极点的透镜面,且所述光学系统满足以下全部的条件式:
0.020<Y/f<0.120
0.010<Bf/TL<0.150
其中,
Y:像高,
f:光学系统的焦距,
TL:光学系统的光学全长,
Bf:光学系统的后焦距。
本公开的光学系统的制造方法,该光学系统由多个透镜组构成,其中,该光学系统以如下方式进行配置:多个透镜组在进行对焦时各透镜组之间的间隔变化,多个透镜组中的配置于最靠像侧的最终透镜组具备至少一个具有极点的透镜面,且所述光学系统满足以下全部的条件式,即,
0.020<Y/f<0.120
0.010<Bf/TL<0.150
其中,
Y:像高,
f:光学系统的焦距,
TL:光学系统的光学全长,
Bf:光学系统的后焦距。
附图说明
图1是无限远物体对焦时的第1实施例的光学系统的剖视图。
图2A是无限远物体对焦时的第1实施例的光学系统的各像差图。
图2B是近距离物体对焦时的第1实施例的光学系统的各像差图。
图3是无限远物体对焦时的第2实施例的光学系统的剖视图。
图4A是无限远物体对焦时的第2实施例的光学系统的各像差图。
图4B是近距离物体对焦时的第2实施例的光学系统的各像差图。
图5是无限远物体对焦时的第3实施例的光学系统的剖视图。
图6A是无限远物体对焦时的第3实施例的光学系统的各像差图。
图6B是近距离物体对焦时的第3实施例的光学系统的各像差图。
图7是具备本实施方式的光学系统的相机的示意图。
图8是示出本实施方式的光学系统的制造方法的概略的流程图。
具体实施方式
以下,对本申请的实施方式的光学系统、光学设备及光学系统的制造方法进行说明。
本实施方式的光学系统,具有多个透镜组,多个透镜组在进行对焦时各透镜组之间的间隔变化,多个透镜组中的配置于最靠像侧的最终透镜组具备至少一个具有极点的透镜面,且满足以下全部的条件式。另外,在本公开中,极点是指透镜面的切面与光轴垂直相交的光轴上以外的透镜面上的点。
(1) 0.020 < Y/f < 0.120
(2) 0.010 < Bf/TL < 0.150
其中,
Y:像高
f:光学系统的焦距
TL:光学系统的光学全长
Bf:光学系统的后焦距
本实施方式的光学系统,最终透镜组具备具有极点的透镜面,从而能够有效地抑制轴向及轴外的各像差。
另外,本实施方式的光学系统,通过使条件式(1)的值比上限值小,从而能够良好地校正对于像高的彗差等轴外像差。在本实施方式的光学系统中,通过将条件式(1)的上限值设定为0.120,从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外,为了更可靠地得到本实施方式的效果,优选的是,将条件式(1)的上限值设定为0.110、0.100、0.095、0.090、0.085、0.080、0.075、0.070、0.065、0.063、0.060,进一步设定为0.058。
另外,本实施方式的光学系统,通过使条件式(1)的值比下限值大,从而能够良好地对适当焦距下的色差进行校正。在本实施方式的光学系统中,通过将条件式(1)的下限值设定为0.020,从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外,为了更可靠地得到本实施方式的效果,优选的是,将条件式(1)的上限值设定为0.025、0.028、0.030、0.033,进一步设定为0.035。
本实施方式的光学系统,通过使条件式(2)的值比上限值小,从而后焦距不变得过长,能够避免光学系统的大型化。在本实施方式的光学系统中,通过将条件式(2)的上限值设定为0.150,从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外,为了更可靠地得到本实施方式的效果,优选的是,将条件式(2)的上限值设定为0.120、0.100、0.090、0.085、0.080,进一步设定为0.075。
另外,本实施方式的光学系统,通过使条件式(2)的值比下限值大,从而能够良好地对彗差等轴外像差进行校正。在本实施方式的光学系统中,通过将条件式(2)的下限值设定为0.010,从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外,为了更可靠地得到本实施方式的效果,优选的是,将条件式(2)的下限值设定为0.013、0.015、0.018、0.020,进一步设定为0.022。
根据以上的结构,能够实现小型且具有良好的成像性能的光学系统。
另外,本实施方式的光学系统,优选的是,具有极点的透镜面中的至少一个满足以下的条件式。
(3) 0.02 < h/Y < 1.20
其中,
h:具有极点的透镜面上的最靠近光轴的极点距光轴的高度
本实施方式的光学系统,通过满足条件式(3),从而能够均衡地对轴向像差与彗差、畸变、像面弯曲这样的轴外像差进行校正。
在本实施方式的光学系统中,通过将条件式(3)的上限值设定为1.20,从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外,为了更可靠地得到本实施方式的效果,优选的是,将条件式(3)的上限值设定为1.15、1.10、1.05、1.00,进一步设定为0.95。
另外,在本实施方式的光学系统中,通过将条件式(3)的下限值设定为0.02,从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外,为了更可靠地得到本实施方式的效果,优选的是,将条件式(3)的下限值设定为0.05、0.10、0.25、0.30、0.35、0.40、0.45,进一步设定为0.50。
另外,本实施方式的光学系统,优选的是,具有一个以上的正透镜,该一个以上的正透镜具备具有极点的透镜面的透镜且具有正的光焦度,一个以上的正透镜中的至少一个满足以下的条件式。
(4)-1 -0.15<(Dh-Dc)/rK<0.00
其中,
Dh:具备具有极点的透镜面的透镜的光轴上的厚度
Dc:具备具有极点的透镜面的透镜的极点上的厚度
rK:具备具有极点的透镜面的透镜的有效半径
本实施方式的光学系统,通过满足条件式(4)-1,从而能够良好地对像面弯曲进行校正,能够适当地控制出瞳的位置。
在本实施方式的光学系统中,通过将条件式(4)-1的上限值设定为0.00,从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外,为了更可靠地得到本实施方式的效果,优选的是,将条件式(4)-1的上限值设定为-0.03、-0.05、-0.08,进一步设定为-0.10。
另外,在本实施方式的光学系统中,通过将条件式(4)-1的下限值设定为-0.15,从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外,为了更可靠地得到本实施方式的效果,优选的是,将条件式(4)-1的下限值设定为-0.13。
另外,本实施方式的光学系统,优选的是,具有一个以上的负透镜,该一个以上的负透镜具备具有极点的透镜面的透镜且具有负的光焦度,一个以上的负透镜中的至少一个满足以下的条件式。
(4)-2 0.000<(Dh-Dc)/rK<0.100
其中,
Dh:具备具有极点的透镜面的透镜的光轴上的厚度
Dc:具备具有极点的透镜面的透镜的极点上的厚度
rK:具备具有极点的透镜面的透镜的有效半径
本实施方式的光学系统,通过满足条件式(4)-2,从而能够良好地对像面弯曲进行校正,能够适当地控制出瞳的位置。
在本实施方式的光学系统中,通过将条件式(4)-2的上限值设定为0.100,从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外,为了更可靠地得到本实施方式的效果,优选的是,将条件式(4)-2的上限值设定为0.095、0.090、0.085、0.080,进一步设定为0.075。
另外,在本实施方式的光学系统中,通过将条件式(4)-2的下限值设定为0.000,从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外,为了更可靠地得到本实施方式的效果,优选的是,将条件式(4)-2的下限值设定为0.003,进一步设定为0.005。
另外,本实施方式的光学系统,优选满足以下的条件式。
(5) 0.020 < KML/TL < 0.140
其中,
KML:从最靠近像面的具有极点的透镜面到像面为止的距离
本实施方式的光学系统,通过使条件式(5)的值比上限值小,从而能够良好地对像面弯曲进行校正。在本实施方式的光学系统中,通过将条件式(5)的上限值设定为0.140,从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外,为了更可靠地得到本实施方式的效果,优选的是,将条件式(5)的上限值设定为0.135、0.130、0.125、0.120,进一步设定为0.118。
另外,本实施方式的光学系统,通过使条件式(5)的值比下限值大,从而能够抑制周边光量的减少。在本实施方式的光学系统中,通过将条件式(5)的下限值设定为0.020,从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外,为了更可靠地得到本实施方式的效果,优选的是,将条件式(5)的下限值设定为0.025、0.030、0.035、0.040、0.045、0.050,进一步设定为0.055。
另外,本实施方式的光学系统,优选的是,具备具有极点的透镜面的透镜中的至少一个满足以下的条件式。
(6) 0.70 < rK/Y < 1.10
其中,
rK:具备具有极点的透镜面的透镜的有效半径
本实施方式的光学系统,通过满足条件式(6),从而能够良好地对彗差、畸变、像面弯曲这种轴外像差进行校正。
在本实施方式的光学系统中,通过将条件式(6)的上限值设定为1.10,从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外,为了更可靠地得到本实施方式的效果,优选的是,将条件式(6)的上限值设定为1.05、1.00、0.98,进一步设定为0.95。
另外,在本实施方式的光学系统中,通过将条件式(6)的下限值设定为0.70,从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外,为了更可靠地得到本实施方式的效果,优选的是,将条件式(6)的下限值设定为0.73、0.75、0.78、0.80,进一步设定为0.82。
另外,本实施方式的光学系统,优选的是,具备具有极点的透镜面的透镜中的至少一个满足以下的条件式。
(7) -0.40 < Bf/fK < 0.40
其中,
fK:具备具有极点的透镜面的透镜的焦距
本实施方式的光学系统,通过满足条件式(7),从而能够适当地控制出瞳的位置,能够良好地对像面弯曲进行校正。
在本实施方式的光学系统中,通过将条件式(7)的上限值设定为0.40,从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外,为了更可靠地得到本实施方式的效果,优选的是,将条件式(7)的上限值设定为0.38、0.35、0.33,进一步设定为0.30。
另外,在本实施方式的光学系统中,通过将条件式(7)的下限值设定为-0.40,从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外,为了更可靠地得到本实施方式的效果,优选的是,将条件式(7)的下限值设定为-0.35、-0.30、-0.25、-0.20、-0.15,进一步设定为-0.10。
另外,本实施方式的光学系统,优选的是,具备具有极点的透镜面的透镜中的至少一个满足以下的条件式。
(8) 25.00 < νdK < 70.00
其中,
νdK:具备具有极点的透镜面的透镜的以d线为基准的阿贝数
本实施方式的光学系统,通过满足条件式(8),从而能够良好地对色差进行校正。
在本实施方式的光学系统中,通过将条件式(8)的上限值设定为70.00,从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外,为了更可靠地得到本实施方式的效果,优选的是,将条件式(8)的上限值设定为68.00、66.00,进一步设定为65.00。
另外,在本实施方式的光学系统中,通过将条件式(8)的下限值设定为25.00,从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外,为了更可靠地得到本实施方式的效果,优选的是,将条件式(8)的下限值设定为30.00、35.00、38.00、40.00,进一步设定为42.00。
另外,本实施方式的光学系统,优选的是,具备具有极点的透镜面的透镜中的至少一个满足以下的条件式。
(9) -1.00 < fR/fK < 0.60
其中,
fR:最终透镜组的焦距
fK:具备具有极点的透镜面的透镜的焦距
本实施方式的光学系统,通过满足条件式(9),从而能够适当地控制出瞳的位置,能够良好地对像面弯曲进行校正。
在本实施方式的光学系统中,通过将条件式(9)的上限值设定为0.60,从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外,为了更可靠地得到本实施方式的效果,优选的是,将条件式(9)的上限值设定为0.55、0.50、0.45、0.40,进一步设定为0.35。
另外,在本实施方式的光学系统中,通过将条件式(9)的下限值设定为-1.00,从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外,为了更可靠地得到本实施方式的效果,优选的是,将条件式(9)的下限值设定为-0.98、-0.95、-0.93,进一步设定为-0.90。
另外,本实施方式的光学系统优选满足以下的条件式。
(10) -0.50 < Bf/rR < 0.20
其中,
rR:配置于最靠像侧的透镜面的曲率半径
本实施方式的光学系统,通过满足条件式(10),从而能够适当地控制出瞳的位置,能够良好地对像面弯曲进行校正。
在本实施方式的光学系统中,通过将条件式(10)的上限值设定为0.20,从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外,为了更可靠地得到本实施方式的效果,优选的是,将条件式(10)的上限值设定为0.15、0.10、0.05,进一步设定为0.02。
在本实施方式的光学系统中,通过将条件式(10)的下限值设定为-0.50,从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外,为了更可靠地得到本实施方式的效果,优选的是,将条件式(10)的下限值设定为-0.48、-0.45、-0.43、-0.40、-0.38,进一步设定为-0.35。
另外,本实施方式的光学系统,优选的是,具备具有极点的透镜面的透镜中的至少一个满足以下的条件式。
(11) -2.00 < fK/f < 0.50
其中,
fK:具备具有极点的透镜面的透镜的焦距
本实施方式的光学系统,通过满足条件式(11),从而能够均衡地对轴向像差和彗差、畸变、像面弯曲这种轴外像差进行校正。
在本实施方式的光学系统中,通过将条件式(11)的上限值设定为0.50,从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外,为了更可靠地得到本实施方式的效果,优选的是,将条件式(11)的上限值设定为0.45、0.40、0.35、0.30,进一步设定为0.28。
在本实施方式的光学系统中,通过将条件式(11)的下限值设定为-2.00,从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外,为了更可靠地得到本实施方式的效果,优选的是,将条件式(11)的下限值设定为-1.95、-1.90、-1.85、-1.80,进一步设定为-1.75。
另外,本实施方式的光学系统优选满足以下的条件式。
(12) 0.20 < TL/f < 1.10
本实施方式的光学系统,通过使条件式(12)的值比上限值小,从而能够避免光学系统的大型化。在本实施方式的光学系统中,通过将条件式(12)的上限值设定为1.10,从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外,为了更可靠地得到本实施方式的效果,优选的是,将条件式(12)的上限值设定为1.08、1.05、1.03,进一步设定为1.00。
另外,本实施方式的光学系统,通过使条件式(12)的值比下限值大,从而能够良好地对各像差进行校正。在本实施方式的光学系统中,通过将条件式(12)的下限值设定为0.20,从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外,为了更可靠地得到本实施方式的效果,优选的是,将条件式(12)的下限值设定为0.25、0.30、0.35、0.40、0.43,进一步设定为0.45。
另外,本实施方式的光学系统优选满足以下的条件式。
(13) 0.005 < Bf/f < 0.100
本实施方式的光学系统,通过使条件式(13)的值比上限值小,从而后焦距不变得过长,能够避免光学系统的大型化。在本实施方式的光学系统中,通过将条件式(13)的上限值设定为0.100,从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外,为了更可靠地得到本实施方式的效果,优选的是,将条件式(13)的上限值设定为0.095、0.090、0.085、0.080,进一步设定为0.075。
另外,本实施方式的光学系统,通过使条件式(13)的值比下限值大,从而出瞳的位置不过于靠近像面,能够良好地对彗差等轴外像差进行校正。在本实施方式的光学系统中,通过将条件式(13)的下限值设定为0.005,从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外,为了更可靠地得到本实施方式的效果,优选的是,将条件式(13)的下限值设定为0.008、0.010、0.013,进一步设定为0.015。
另外,本实施方式的光学系统,优选的是,具有至少一个满足以下全部的条件式的透镜Z。
(14) ndLZ + (0.01425×νdLZ) < 2.12
(15) νdLZ < 35.00
(16) 0.702 < θgFLZ + (0.00316×νdLZ)
其中,
ndLZ:透镜Z的对d线的折射率
νdLZ:透镜Z的以d线为基准的阿贝数
θgFLZ:透镜Z的相对部分色散,在将透镜Z的对g线的折射率设为ngLZ,将透镜Z的对F线的折射率设为nFLZ,将透镜Z的对C线的折射率设为nCLZ时,通过下式定义,即,
θgFLZ=(ngLZ-nFLZ)/(nFLZ-nCLZ)
本实施方式的光学系统,通过具有这种结构,从而能够良好地对各像差进行校正。
本实施方式的光学系统,通过使条件式(14)的值比上限值小,从而匹兹伐和不变得过小,能够良好地对像面弯曲进行校正。另外,通过将条件式(14)的上限值设定为2.12,从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外,为了更可靠地得到本实施方式的效果,优选的是,将条件式(14)的上限值设定为2.10,进一步设定为2.08。
本实施方式的光学系统,通过使条件式(15)的值比上限值小,从而能够良好地对轴向色差的二次色散进行校正。另外,通过将条件式(15)的上限值设定为35.00,从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外,为了更可靠地得到本实施方式的效果,优选的是,将条件式(15)的上限值设定为33.50、32.50、31.00、30.00,进一步设定为28.50。
本实施方式的光学系统,通过使条件式(16)的值比下限值大,从而能够良好地对轴向色差的二次色散进行校正。另外,通过将条件式(16)的下限值设定为0.702,从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外,为了更可靠地得到本实施方式的效果,优选的是,将条件式(17)的上限值设定为0.705、0.708、0.710、0.712、0.714,进一步设定为0.716。
另外,本实施方式的光学系统,优选的是,具有至少一个满足以下的条件式的透镜X。
(18) 80.00 < νdLX
其中,
νdLX:透镜X的以d线为基准的阿贝数
本实施方式的光学系统,通过具有满足条件式(18)的透镜X,从而能够良好地对色差进行校正。
在本实施方式的光学系统中,通过将条件式(18)的下限值设定为80.00,从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外,为了更可靠地得到本实施方式的效果,优选的是,使条件式(18)的下限值为83.00、85.00、88.00、90.00,进一步为92.50。
另外,本实施方式的光学系统,优选的是,配置于最靠物体侧的透镜组具有正的光焦度。
根据以上的结构,能够实现小型且具有良好的成像性能的光学系统。
本实施方式的光学设备,具有上述结构的光学系统。由此,能够实现小型且具有良好的成像性能的光学设备。
关于本实施方式的光学系统的制造方法,该光学系统由多个透镜组构成,其中,该光学系统以如下方式进行配置:多个透镜组在进行对焦时各透镜组之间的间隔变化,多个透镜组中的配置于最靠像侧的最终透镜组具备至少一个具有极点的透镜面,且满足以下全部的条件式。
(1) 0.020 < Y/f < 0.120
(2) 0.010 < Bf/TL < 0.150
其中,
Y:像高
f:光学系统的焦距
TL:光学系统的光学全长
Bf:光学系统的后焦距
通过这种光学系统的制造方法,能够制造小型且具有良好的成像性能的光学系统。
(数值实施例)
以下,根据附图对本申请的实施例进行说明。
(第1实施例)
图1是无限远物体对焦时的第1实施例的光学系统的剖视图。
本实施例的光学系统,从物体侧依次具备具有正的光焦度的第1透镜组G1、具有正的光焦度的第2透镜组G2以及具有负的光焦度的第3透镜组G3。
第1透镜组G1从物体侧依次由双凸形状的正透镜L1、凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L2、双凸形状的正透镜L3、双凹形状的负透镜L4、双凸形状的正透镜L5以及双凹形状的负透镜L6与双凸形状的正透镜L7的接合正透镜构成。
第2透镜组G2由凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L8构成。
第3透镜组G3从物体侧依次由双凸形状的正透镜L9与双凹形状的负透镜L10的接合负透镜、孔径光阑S、凸面朝向像侧的正弯月形透镜L11与双凹形状的负透镜L12的接合负透镜、双凹形状的负透镜L13、双凸形状的正透镜L14、双凸形状的正透镜L15与凸面朝向像侧的负弯月形透镜L16的接合正透镜、双凸形状的正透镜L17以及双凹形状的负透镜L18构成。
在像面I上配置有由CCD或者CMOS等构成的拍摄元件(未图示)。
在本实施例的光学系统与像面I之间配置有滤光器FL1。
本实施例的光学系统通过使第2透镜组G2沿着光轴移动来进行对焦。在从对焦到无限远的状态向近距离物体对焦的情况下,第2透镜组G2从像侧向物体侧移动。
在本实施例的光学系统中,第3透镜组G3具有的透镜中的、正弯月形透镜L11与负透镜L12的接合负透镜以及负透镜L13构成为为了对像抖动进行校正而能够以具有与光轴垂直方向的分量的方式移动的防抖透镜组。
在本实施例的光学系统中,第3透镜组G3中包含的正弯月形透镜L17的物体侧透镜面及负弯月形透镜L18的像侧透镜面具有极点。正弯月形透镜L17为具备具有极点的透镜面的透镜且相当于具有正的光焦度的正透镜。另外,在本实施例的光学系统中,正透镜L5相当于透镜Z,正弯月形透镜L2及正透镜L3相当于透镜X。
在以下的表1,示出本实施例的光学系统的参数的值。在表1中,f表示无限远对焦时的光学系统的焦距,Fno表示无限远对焦时的光学系统的F值,TL表示无限远对焦时的光学系统的光学全长,Bf表示光学系统的后焦距。
在[透镜参数]中,m表示从物体侧起的光学面的顺序,r表示曲率半径,d表示面间隔,nd表示对d线(波长587.6nm)的折射率,νd表示对d线的阿贝数。另外,在[透镜参数]中,曲率半径r=∞表示平面。另外,在[透镜参数]中,附上“*”的光学面表示为非球面。
在[非球面数据]中,ASP表示与非球面数据对应的光学面,K表示圆锥常数,A4~A20表示球面常数。
关于非球面,在将与光轴垂直方向的高度设为y,将从高度y处的各非球面的顶点的切面到各非球面为止的沿着光轴的距离(凹陷量)设为S(y),将基准球面的曲率半径(近轴曲率半径)设为r,将圆锥常数设为K,将n次非球面系数设为An时,通过以下的式(a)表示。另外,在各实施例中,二次非球面系数A2为0。另外,“E-n”表示“×10-n”。
(a)S(y)=(y2/r)/{1+(1-K×y2/r2)1/2}
+A4×y4+A6×y6+A8×y8+A10×y10+A12×y12
+A14×y14+A16×y16+A18×y18+A20×y20
记载于表1的焦距f、曲率半径r以及其他长度单位为“mm”。但是,即使对光学系统进行比例放大或者比例缩小也能够得到相同的光学性能,因此并不限定于此。
以上所述的表1的符号,在后述的其他实施例的表中也同样使用。
(表1)
[整体参数]
[透镜参数]
/>
[非球面数据]
ASP:30面
K:-0.0945
A4:0.00E+00A6:-3.70E-06A8:6.64E-10A10:-4.66E-11A12:3.48E-14
A14:-1.08E-16A16:-2.85E-20A18:4.77E-23A20:3.35E-26ASP:31面
K:2.8122
A4:0.00E+00A6:-4.69E-06A8:-1.35E-09A10:-3.95E-11A12:-1.64E-14
A14:8.73E-17A16:-6.66E-20A18:-6.27E-23A20:-2.46E-26ASP:32面
K:3.0000
A4:0.00E+00A6:-7.94E-06A8:9.42E-09A10:1.32E-11A12:2.48E-15
A14:9.89E-17A16:4.73E-29A18:6.43E-32A20:-3.53E-25ASP:33面
K:-1.0000
A4:0.00E+00A6:-8.82E-06A8:1.08E-08A10:5.92E-12A12:4.61E-14
A14:-6.54E-17A16:-3.08E-29A18:-7.29E-32A20:3.36E-25
[各组焦距数据]
[可变间隔数据]
无限远对焦时近距离物体对焦时
D13 24.000 4.100
D15 4.000 23.900
图2A是无限远物体对焦时的第1实施例的光学系统的各像差图,图2B是近距离物体对焦时的第1实施例的光学系统的各像差图。
在各像差图中,FNO表示F值,Y表示像高。详细地讲,在球面像差图中示出与最大口径对应的F值的值,在像散图及畸变图中示出像高的最大值,在彗差图中示出各像高的值。D表示d线,g表示g线(波长435.8nm)。在像散图中,实线表示弧矢像面,虚线表示子午像面。在后述的其他实施例的各像差图中,也使用与本实施例的各像差图相同的符号。
通过各像差图可知,本实施例的光学系统有效地抑制对焦时的像差变动,具有高光学性能。
(第2实施例)
图3是无限远物体对焦时的第2实施例的光学系统的剖视图。
本实施例的光学系统,从物体侧依次具备具有正的光焦度的第1透镜组G1、具有正的光焦度的第2透镜组G2以及具有负的光焦度的第3透镜组G3。
第1透镜组G1从物体侧依次由凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L1、双凸形状的正透镜L2、双凸形状的正透镜L3、双凹形状的负透镜L4、双凸形状的正透镜L5以及双凹形状的负透镜L6与凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L7的接合负透镜构成。
第2透镜组G2由双凸形状的正透镜L8构成。
第3透镜组G3从物体侧依次由凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L9、孔径光阑S、双凸形状的正透镜L10与双凹形状的负透镜L11的接合负透镜、双凹形状的负透镜L12、凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L13、双凸形状的正透镜L14与双凹形状的负透镜L15的接合负透镜、双凸形状的正透镜L16、双凹形状的负透镜L17以及双凹形状的负透镜L18构成。
在像面I上配置有由CCD或者CMOS等构成的拍摄元件(未图示)。
在本实施例的光学系统与像面I之间配置有滤光器FL1及FL2。
本实施例的光学系统通过使第2透镜组G2沿着光轴移动来进行对焦。在从对焦到无限远的状态向近距离物体对焦的情况下,第2透镜组G2从像侧向物体侧移动。
在本实施例的光学系统中,第3透镜组G3中包含的负透镜L18的物体侧透镜面具有极点。负透镜L18为具备具有极点的透镜面的透镜且相当于具有负的光焦度的负透镜。另外,在本实施例的光学系统中,正透镜L5相当于透镜Z,正透镜L2及正透镜L3相当于透镜X。
在以下的表2,示出本实施例的光学系统的参数的值。
(表2)
[整体参数]
[透镜参数]
/>
[非球面数据]ASP:29面
K:-3.5347
A4:0.00E+00A6:3.84E-06A8:6.41E-10A10:-3.33E-12A12:1.1E-14
ASP:30面
K:1.24E+00
A4:0.00E+00A6:8.39E-06A8:4.06E-09A10:-3.49E-12A12:1.88E-14
ASP:33面
K:2.32E+01
A4:0.00E+00A6:6.44E-06A8:2.40E-08A10:-6.37E-11A12:5.19E-14
ASP:34面
K:-2.27E+29
A4:0.00E+00A6:2.46E-06A8:2.50E-08A10:-5.95E-11A12:3.75E-14
[各组焦距数据]
[可变间隔数据]
无限远对焦时近距离物体对焦时
D13 31.468 17.198
D15 4.100 18.370
图4A是无限远物体对焦时的第2实施例的光学系统的各像差图,图4B是近距离物体对焦时的第2实施例的光学系统的各像差图。
通过各像差图可知,本实施例的光学系统有效地抑制对焦时的像差变动,具有高光学性能。
(第3实施例)
图5是无限远物体对焦时的第3实施例的光学系统的剖视图。
本实施例的光学系统从物体侧依次具备具有正的光焦度的第1透镜组G1、具有负的光焦度的第2透镜组G2以及具有负的光焦度的第3透镜组G3。孔径光阑S配置于第1透镜组G1与第2透镜组G2之间。
第1透镜组G1从物体侧依次由凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L1、凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L2、凸面朝向物体侧且在像侧透镜面形成有使用了两种不同材料的密接多层型衍射光学元件GD的负弯月形透镜L3、双凸形状的正透镜L4与双凹形状的负透镜L5的接合负透镜、凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L6以及凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L7与凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L8的接合正透镜构成。
第2透镜组G2由双凹形状的负透镜L9构成。
第3透镜组G3从物体侧依次由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L10与双凸形状的正透镜L11的接合正透镜、双凸形状的正透镜L12与双凹形状的负透镜L13的接合负透镜、双凹形状的负透镜L14、双凸形状的正透镜L15与双凹形状的负透镜L16的接合正透镜、双凸形状的正透镜L17与双凹形状的负透镜L18的接合负透镜、双凸形状的正透镜L19与凸面朝向像侧的负弯月形透镜L20的接合正透镜以及凸面朝向像侧的负弯月形透镜L21构成。
在像面I上配置有由CCD或者CMOS等构成的拍摄元件(未图示)。
本实施例的光学系统通过使第2透镜组G2沿着光轴移动来进行对焦。在从对焦到无限远的状态向近距离物体对焦的情况下,第2透镜组G2从物体侧向像侧移动。
在本实施例的光学系统中,第3透镜组G3具有的透镜中的、正透镜L12与负透镜L13的接合负透镜及负透镜L14构成为为了对像抖动进行校正而能够以具有与光轴垂直方向的分量的方式移动的防抖透镜组。
在本实施例的光学系统中,第3透镜组G3中包含的负弯月形透镜L21的物体侧及像侧透镜面具有极点。负弯月形透镜L21为具备具有极点的透镜面的透镜且相当于具有负的光焦度的负透镜。另外,在本实施例的光学系统中,正弯月形透镜L8相当于透镜Z。
在以下的表3,示出本实施例的光学系统的参数的值。
在[衍射光学面数据]中,示出表示衍射光学面的相位形状ψ的以下的式(b)中的n(衍射光的次数)、λ0(设计波长)及C2~C4(相位系数)。
(b)ψ(h,n)=(2π/(n×λ0))×(C2h2+C4h4)
(表3)
[整体参数]
[透镜参数]
/>
/>
[非球面数据]
ASP:37面
K:1.0000
A4:0.00E+00A6:2.01E-05
ASP:38面
K:-3.4854
A4:0.00E+00A6:1.93E-05A8:-8.37E-09A10:7.40E-11A12:-1.81E-13
[衍射光学面数据]
GD:7面
[各组焦距数据]
[可变间隔数据]
无限远对焦时近距离物体对焦时
D17 2.053 20.426
D19 31.136 12.840
图6A是无限远物体对焦时的第3实施例的光学系统的各像差图,图6B是近距离物体对焦时的第3实施例的光学系统的各像差图。
通过各像差图可知,本实施例的光学系统有效地抑制对焦时的像差变动,具有高光学性能。
根据上述各实施例,能够实现小型且具有良好的成像性能的光学系统。
以下,示出条件式一览及各实施例的条件式对应值。
Y为像高,f为光学系统的焦距,TL为光学系统的光学全长,Bf为光学系统的后焦距。h为具有极点的透镜面上的最靠近光轴的极点距光轴的高度。Dh为具备具有极点的透镜面的透镜的光轴上的厚度,Dc为具备具有极点的透镜面的透镜的极点上的厚度,rK为具备具有极点的透镜面的透镜的有效半径。
KML是从最靠近像面的具有极点的透镜面到像面为止的距离。fK为具备具有极点的透镜面的透镜的焦距。νdK为具备具有极点的透镜面的透镜的以d线为基准的阿贝数。fR为最终透镜组的焦距。rR为配置于最靠像侧的透镜面的曲率半径。
ndLZ为透镜Z的对d线的折射率,θgFLZ为透镜Z的相对部分色散,在将透镜Z的对g线的折射率设为ngLZ,将透镜Z的对F线的折射率设为nFLZ,将透镜Z的对C线的折射率设为nCLZ时,通过下式定义。
θgFLZ=(ngLZ-nFLZ)/(nFLZ-nCLZ)
νdLX为透镜X的以d线为基准的阿贝数。
[条件式一览及条件式对应值]
上述各实施例示出本发明的一具体例,本发明并不限定于此。能够在不损坏本申请实施方式的光学系统的光学性能的范围内适当采用以下的内容。
另外,也可以在构成上述各实施例的光学系统的透镜的透镜面,施加在宽波长区域具有高透射率的增透膜。由此,能够减轻眩光和重影,实现对比度高的光学性能。
接着,根据图7对具备本实施方式的光学系统的相机进行说明。
图7是具备本实施方式的光学系统的相机的示意图。
相机1是具备上述第1实施例的光学系统来作为摄影镜头2的镜头可换式的所谓的无反光镜相机。
在相机1中,来自未图示的物体(被摄体)的光通过摄影镜头2被聚光,到达拍摄元件3。拍摄元件3将来自被摄体的光转换为图像数据。图像数据显示在电子取景器4。由此,使眼睛位于眼点EP的摄影者能够观察被摄体。
另外,当由摄影者按下未图示的释放按钮时,图像数据存储在未图示的存储器。由此,摄影者能够进行基于相机1的被摄体的摄影。
在此,作为摄影镜头2搭载于相机1的上述第1实施例的光学系统是小型且具有良好的光学性能的光学系统。因此,相机1能够变得小型且实现良好的光学性能。另外,即使构成搭载上述第2~第3实施例的光学系统来作为摄影镜头2的相机,也能够起到与相机1相同的效果。
最后,根据图8说明本实施方式的光学系统的制造方法的概略。
图8是示出本实施方式的光学系统的制造方法的概略的流程图。
图8所示的本实施方式的光学系统的制造方法是由多个透镜组构成的光学系统的制造方法,包含以下的步骤S1~S4。
步骤S1:准备多个透镜组。
步骤S2:在进行对焦时,使各透镜组之间的间隔变化。
步骤S3:使多个透镜组中的配置于最靠像侧的最终透镜组具备至少一个具有极点的透镜面。
步骤S3:使光学系统满足以下全部的条件式。
(1)0.020<Y/f<0.120
(2)0.010<Bf/TL<0.150
其中,
Y:像高
f:光学系统的焦距
TL:光学系统的光学全长
Bf:光学系统的后焦距
根据上述本实施方式的光学系统的制造方法,能够制造小型且具有良好的成像性能的光学系统。
应当理解为,本领域技术人员能够不脱离本发明的精神及范围,对此施加各种变更、替换及修改。
标号说明
S 孔径光阑
I 像面
1 相机
2 摄影镜头
3 拍摄元件
Claims (11)
1.一种光学系统,其中,
所述光学系统从物体侧依次由具有正的光焦度的第1透镜组、具有正的光焦度的第2透镜组及具有负的光焦度的第3透镜组构成,
在从无限远向近距离物体对焦时,所述第2透镜组沿着光轴从像侧向物体侧移动,相邻的各透镜组之间的间隔变化,
或者,
所述光学系统从物体侧依次由具有正的光焦度的第1透镜组、具有负的光焦度的第2透镜组及具有负的光焦度的第3透镜组构成,
在从无限远向近距离物体对焦时,所述第2透镜组沿着光轴从物体侧向像侧移动,相邻的各透镜组之间的间隔变化;
所述第3透镜组具备至少一个具有极点的透镜面,
且所述光学系统满足以下全部的条件式:
0.020<Y/f<0.120
0.010<Bf/TL<0.150
其中,
Y:像高,
f:无限远对焦时的所述光学系统的焦距,
TL:所述光学系统的光学全长,
Bf:所述光学系统的后焦距,
具备具有所述极点的透镜面的透镜中的至少一个满足以下的条件式:
-0.40<Bf/fK<0.40
其中,
fK:具备具有所述极点的透镜面的透镜的焦距。
2.根据权利要求1所述的光学系统,其中,
具有所述极点的透镜面中的至少一个满足以下的条件式:
0.02<h/Y<1.20
其中,
h:具有所述极点的透镜面上的最靠近光轴的所述极点距所述光轴的高度。
3.根据权利要求1或2所述的光学系统,其中,
满足以下的条件式:
0.020<KML/TL<0.140
其中,
KML:从最靠近像面的具有所述极点的透镜面到像面为止的距离。
4.根据权利要求1或2所述的光学系统,其中,
具备具有所述极点的透镜面的透镜中的至少一个满足以下的条件式:
25.00<νdK<70.00
其中,
νdK:具备具有所述极点的透镜面的透镜的以d线为基准的阿贝数。
5.根据权利要求1或2所述的光学系统,其中,
满足以下的条件式:
-0.50<Bf/rR<0.20
其中,
rR:配置于最靠像侧的透镜面的曲率半径。
6.根据权利要求1或2所述的光学系统,其中,
所述光学系统满足以下的条件式:
0.20<TL/f<1.10。
7.根据权利要求1或2所述的光学系统,其中,
所述光学系统满足以下的条件式:
0.005<Bf/f<0.100。
8.根据权利要求1或2所述的光学系统,其中,
所述光学系统具有至少一个满足以下全部的条件式的透镜Z:
ndLZ+(0.01425×νdLZ)<2.12
νdLZ<35.00
0.702<θgFLZ+(0.00316×νdLZ)
其中,
ndLZ:所述透镜Z的对d线的折射率,
νdLZ:所述透镜Z的以d线为基准的阿贝数,
θgFLZ:所述透镜Z的相对部分色散,在将所述透镜Z的对g线的折射率设为ngLZ,将所述透镜Z的对F线的折射率设为nFLZ,将所述透镜Z的对C线的折射率设为nCLZ时,通过下式定义,即,
θgFLZ=(ngLZ-nFLZ)/(nFLZ-nCLZ)。
9.根据权利要求1或2所述的光学系统,其中,
所述光学系统具有至少一个满足以下的条件式的透镜X:
80.00<νdLX
其中,
νdLX:所述透镜X的以d线为基准的阿贝数。
10.根据权利要求1或2所述的光学系统,其中,
配置于最靠物体侧的透镜组具有正的光焦度。
11.一种光学设备,具有权利要求1-10中的任意一项所述的光学系统。
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