CN117250738A - 光学系统、图像拾取装置和透镜装置 - Google Patents

光学系统、图像拾取装置和透镜装置 Download PDF

Info

Publication number
CN117250738A
CN117250738A CN202310699249.5A CN202310699249A CN117250738A CN 117250738 A CN117250738 A CN 117250738A CN 202310699249 A CN202310699249 A CN 202310699249A CN 117250738 A CN117250738 A CN 117250738A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lens
optical system
optical axis
aspherical
image
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310699249.5A
Other languages
English (en)
Inventor
小宫山贵洋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Publication of CN117250738A publication Critical patent/CN117250738A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/18—Optical objectives specially designed for the purposes specified below with lenses having one or more non-spherical faces, e.g. for reducing geometrical aberration
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0015—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
    • G02B13/002—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface
    • G02B13/0045—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface having five or more lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0015—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
    • G02B13/002—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface
    • G02B13/0035—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface having three lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/06—Panoramic objectives; So-called "sky lenses" including panoramic objectives having reflecting surfaces
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/55—Optical parts specially adapted for electronic image sensors; Mounting thereof

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

公开了光学系统、图像拾取装置和透镜装置。光学系统按从物侧到像侧的顺序包括具有负折光力的前单元、孔径光阑和具有正折光力的后单元。前单元包括多个非球面透镜。预定的条件被满足。

Description

光学系统、图像拾取装置和透镜装置
技术领域
本公开的一方面涉及光学系统，并且更具体地，涉及适用于数字摄像机、数字静态相机、广播相机、基于胶片的相机、监视相机、车载相机等的光学系统。
背景技术
美国专利No.11092787公开了一种包括具有负折光力的透镜单元、孔径光阑和具有正折光力的透镜单元的广角光学系统。
广角光学系统需要对由强的正折光力引起的负畸变进行令人满意的校正。广角光学系统往往会具有小的周边光量比率，因此需要校正周边光量。
美国专利No.11092787中公开的光学系统生成约-100％的大的负畸变。负畸变具有在像面上压缩物体的效果，因此增大(校正)周边光量。如果负畸变被校正，那么由于负畸变带来的周边光量改善的效果被减弱。因此，在美国专利No.11092787中公开的光学系统难以校正负畸变和周边光量。
发明内容
本公开的一方面提供了可以校正畸变和周边光量的光学系统。
根据本公开的一方面的光学系统按从物侧到像侧的顺序包括具有负折光力的前单元、孔径光阑和具有正折光力的后单元。前单元包括多个非球面透镜。以下的不等式被满足：
0.05<x1/f<0.50
其中，T是从所述多个非球面透镜中的每个非球面透镜的物侧的非球面的面顶点到孔径光阑的在光轴上的距离，EA是所述非球面的有效直径，x1是在参考球面上的在与光轴正交的方向上与光轴相距距离EA/2的位置与所述非球面上的在与光轴正交的方向上与光轴相距距离EA/2的位置之间的在光轴方向上的距离，所述参考球面被定义为经过所述非球面上的在与光轴正交的方向上与光轴相距距离T/2的位置和所述面顶点的球面，并且f是光学系统的焦距。各自包括以上光学系统的图像拾取装置和透镜装置也构成了本公开的其他方面。
从以下参考附图对实施例的描述中，本公开的其他特征将变得清楚。
附图说明
图1是处于在无穷远处的对焦状态的根据示例1的光学系统的截面图。
图2是根据示例1的光学系统的纵向像差图。
图3是处于在无穷远处的对焦状态的根据示例2的光学系统的截面图。
图4是根据示例2的光学系统的纵向像差图。
图5是处于在无穷远处的对焦状态的根据示例3的光学系统的截面图。
图6是根据示例3的光学系统的纵向像差图。
图7是处于在无穷远处的对焦状态的根据示例4的光学系统的截面图。
图8是根据示例4的光学系统的纵向像差图。
图9是处于在无穷远处的对焦状态的根据示例5的光学系统的截面图。
图10是根据示例5的光学系统的纵向像差图。
图11A和图11B图示出弧矢量(sagittal amount)。
图12是图像拾取装置的示意图。
图13是透镜装置的示意图。
具体实施方式
现在参照附图，将给出根据本公开的实施例的详细描述。各个图中的对应元件将被用相同的附图标记指定，并且将省略对其的重复描述。
图1、图3、图5、图7和图9分别是处于在无穷远处(在无穷远的物体上)的对焦状态的根据示例1至示例5的光学系统的截面图。根据每个示例的光学系统被用在包括可更换透镜和图像拾取装置的光学装置中，光学装置比如是数字摄像机、数字静态相机、广播相机、基于胶片的相机、监视相机和车载相机。
在每个截面图中，左侧是物侧，并且右侧是像侧。根据每个示例的光学系统包括多个透镜单元。如本文中使用的，透镜单元是由孔径光阑SP分开的透镜的组。根据每个示例的光学系统可以被用作投影仪等的投影透镜。在这种情况下，左侧是屏幕侧，并且右侧是被投影图像侧。透镜单元可以包括一个透镜或更多个透镜。透镜单元可以包括在光轴附近不具有折光力(无限的近轴曲率)的非球面透镜、菲涅耳透镜、衍射光学元件等。
根据每个示例的光学系统L0按从物侧到像侧的顺序包括具有正折光力的前单元L1(LF)、孔径光阑SP和具有负折光力的后单元L2(LR)。此构造提供了所谓的后聚焦型光焦度(power)布置，并且可以在光学系统L0的广角方案中容易地确保后焦距(back focus)。前单元L1具有负折光力，被部署在孔径光阑SP的物侧，并且可以令人满意地校正在广角光学系统中难以校正的畸变和像场弯曲。
在每个截面图中，Li表示被包括在光学系统中的透镜单元当中的从物侧起计数的第i个(i是自然数)透镜单元。Gk表示被包括在光学系统中的透镜当中的从物侧起计数的第k个(k是自然数)透镜。
IP表示像面。在根据每个示例的光学系统L0被用作数字静态相机或数字摄像机的成像光学系统的情况下，诸如CCD传感器或CMOS传感器之类的固态图像传感器(光电转换元件)的成像面处于像面IP上。在根据每个示例的光学系统L0被用作基于胶片的相机的成像光学系统的情况下，与胶片面对应的感光面处于像面IP上。FL表示与滤光器、面板、晶体低通滤光器、红外截止滤光器等对应的光学块。Lasph和S分别是满足不等式(1)的非球面透镜和非球面透镜的物侧的非球面。
在每个截面图中图示的箭头表示在从无穷远向近处(近距离物体)聚焦期间透镜单元的移动方向。在每个示例中，整个光学系统L0在从无穷远向近处聚焦期间从像侧向物侧移动。可以通过将被包括在光学系统L0中的透镜的仅一部分从像侧向物侧移动或者从物侧向像侧移动来执行聚焦。
图2、图4、图6、图8和图10分别是根据示例1至示例5的光学系统L0的纵向像差图。在球面像差图中，Fno是F数。球面像差指示针对d线(波长587.6nm)和g线(波长435.8nm)的球面像差。在像散图中，S指示弧矢像面上的像散量，并且M指示子午像面上的像散量。畸变图图示出针对d线的畸变量。色差图图示出针对g线的色差量。ω是成像半视角(度)。
现在，将给出根据每个示例的光学系统的特征构造的描述。
现在参照图11A，将给出弧矢量(sag量)x1的描述。在计算弧矢量x1时，首先，确定参考球面Sref。其中，T是从非球面透镜Lasph的物侧的非球面S的面顶点到孔径光阑SP的在光轴上的距离，参考球面Sref被定义为经过非球面S上的在与光轴正交的方向上与光轴相距距离T/2的位置和非球面S的面顶点的球面。虽然“非球面S上的在与光轴正交的方向上与光轴相距距离T/2的位置”在图11A中被表示为透镜截面上的两个点，但实际上包括非球面S上的在与光轴正交的方向上与光轴相距距离T/2的所有同心位置。其中，EA是作为非球面S的有效直径的距离，弧矢量x1是在如下前一位置和后一位置之间的在光轴方向上的距离，所述前一位置是参考球面Sref上的在与光轴正交的方向上与光轴相距距离EA/2的位置，所述后一位置是非球面S上的与光轴相距距离EA/2的位置。在非球面S位于参考球面Sref的像侧的情况下，弧矢量x1的符号是正的。有效直径EA是光进入非球面S中的区域的直径。换句话说，有效直径EA是由进入非球面S的光线当中的经过在与光轴正交的方向上离光轴最远的位置的光线的入射位置确定的区域的直径。
根据每个示例的光学系统满足以下的不等式(1)：
0.05 < x1/f < 0.50 (1)
其中，f是光学系统L0的焦距，并且x1是弧矢量。
不等式(1)定义了弧矢量。在广角光学系统中校正负畸变的情况下，负畸变对物体的像面的压缩效应变小，结果，难以增大周边光量比率。因此，可以通过采用增大孔径效率的透镜构造来增大周边光量比率，孔径效率是在与光轴正交的截面中的轴外入射光束与轴上入射光束的面积比。为了增大孔径效率，对于轴外光束，可以生成所谓的入射光瞳的彗形像差。入射光瞳的彗形像差是通过使用在孔径光阑SP的位置处的与轴外光束的光轴正交的截面面积由前单元L1形成的像(即，轴外入射光瞳)的像差。为了在入射光瞳处生成期望的像差，必须在前单元L1中放置其在物侧的透镜面相对于轴外光束强烈凸出的透镜。例如，在球面透镜具有这种构造的情况下，需要相对于近轴区域具有强的正曲率的面，并且该面的弧矢量从中心到周边过大。由此，透镜的厚度增大，并且难以减小光学系统L0的尺寸。为了实现入射光瞳的彗形像差和光学系统的小型化二者，近轴曲率是弱的正曲率或负曲率，并且非球面透镜Lasph的物侧的透镜面要被设置为在轴外光束经过的周边部分中具有强的凸出形状的非球面S。换句话说，非球面S具有如下的形状：在光轴附近曲率的绝对值是小的并且几乎是平坦的，并且随着位置接近周边，弧矢量朝向物侧突然地增大。
基于参考球面Sref来确定不等式(1)中的弧矢量x1的原因是，表示从非球面S上的在光轴附近的区域(在与光轴正交的方向上相距距离T/2的位置内部)到周边部分的弧矢量的变化。即，由于非球面S在光轴附近几乎是平坦的，因此参考球面Sref的曲率半径的绝对值具有大的值，并且由于强的凸出形状，所以弧矢量x1具有大的值。虽然非球面Lasph校正负畸变以及周边光量比率，但是因为入射光瞳的彗形像差和畸变具有相关关系，所以通常不能完全独立地控制它们。因此，使用单个非球面透镜难以将入射光瞳的彗形像差和畸变设置为期望的值，并且必须部署两个或更多个非球面Lasph。
在弧矢量x1变小并且值x1/f低于不等式(1)的下限的情况下，虽然这有益于光学系统L0的小型化，但是难以生成足够的入射光瞳的彗形像差和周边光量并且难以增大周边光量比率。在弧矢量x1变大并且值x1/f高于不等式(1)的上限的情况下，非球面S的弧矢量过大，并且包括周边部分的非球面透镜Lasph的厚过大。结果，光学系统L0的尺寸增大。
不等式(1)可以被替换为以下的不等式(1a)：
0.07<x1/f<0.45(1a)
不等式(1)可以被替换为以下的不等式(1b)：
0.10<x1/f<0.42(1b)
不等式(1)可以被替换为以下的不等式(1c)：
0.12<x1/f<0.40(1c)
现在，将给出对根据每个示例的光学系统L0可以满足的构造的描述。
后单元L2中的被部署成最接近物体的透镜(第一透镜)GP1可以具有正的折光力。将具有正折光力的透镜放置在孔径光阑SP附近可以由于折光力而实现广角光学系统。
后单元L2按从物侧到像侧的顺序包括：具有正折光力的透镜GP1、具有正折光力的透镜(第二透镜)GP2、和具有负折光力的透镜(第三透镜)GN1。如上所述，虽然具有正折光力的透镜可以被放置在孔径光阑SP附近，但是随着光学系统L0具有越广的角度，需要的正折光力越强。因此，强的正折光力在透镜GP1和GP2之间分担，从而在抑制球面像差和纵向色差的同时减小每个透镜的折光力并且加宽光学系统L0的角度。将具有负折光力的透镜GN1部署在透镜GP1和GP2的像侧可以进一步校正纵向色差。
为了进一步校正球面像差和彗形像差，透镜GP1、GP2和GN1中的每个的物侧的透镜面和像侧的透镜面中的至少一个可以是非球面的。
前单元L1可以包括具有负折光力的透镜和具有正折光力的透镜。由于前单元L1包括具有负折光力的透镜，因此光学系统L0可以具有后聚焦型构造，并且可以确保后焦距。另外，包括具有正折光力的透镜的前单元L1可以相对于孔径光阑SP与透镜GP1和GP2基本对称地部署正折光力，并且此对称性可以容易地校正像场弯曲和畸变。
后单元L2中的被部署成最接近像面的透镜(最后的透镜)GN2可以具有负折光力。在光学系统L0的尺寸变小的情况下，每个单透镜的正折光力往往会增大，并且发生像场弯曲(欠校正)。还发生像散。在后单元L2中将具有负折光力的透镜GN部署成最接近像面可以在不影响弧矢耀斑(弧矢方向上的横向像差)的情况下校正匹兹阀和(Petzval sum)，并因此校正像场弯曲。另外，由于透镜GN2被部署成在像面附近，因此轴上光束和轴外光束可以充分分开并且经过透镜面，并且可以增强校正像场弯曲和像散的效果。
为了进一步增强校正效果，透镜GN2的两个面(透镜GN2的物侧的透镜面和像侧的透镜面)可以是非球面的。
前单元L1中的被部署成最接近像面的透镜可以是具有像侧的凹透镜面和正折光力的弯月透镜。虽然在广角光学系统中往往会发生负畸变，但是使前单元L1中的最接近像面的透镜的像侧的透镜面凹陷可以使光线弯曲并且减小负畸变。
现在，将给出根据每个示例的光学系统L0可以满足的条件的描述。
根据每个示例的光学系统可以满足以下的不等式(2)：
0.05 < x2/f < 0.50 (2)
这里，如图11B中图示的，x2是参考球面Sref上的在与光轴正交的方向上与光轴相距距离5×T/4的位置与非球面S上的在与光轴正交的方向上与光轴相距距离5×T/4的位置之间的在光轴方向上的距离。
为了减小光学系统的尺寸(厚度)，入射在前单元L1上的轴外光束可以从入射角度缓慢地折射并且被引导到孔径光阑SP，而不是在垂直方向上大幅地折射。在广角光学系统中，经过前单元L1的每个面的轴外光束的相对于光轴的高度具有接近于从每个面到孔径光阑SP的在光轴上的距离的值。因此，由于不等式(2)，因此在轴外光束经过的区域附近的非球面S具有适合于生成入射光瞳的彗形像差的凸出形状。
在弧矢量x2变小并且值低于不等式(2)的下限的情况下，虽然这有益于光学系统L0的小型化，但是难以生成足够的入射光瞳的彗形像差并且难以增大周边光量比率。在弧矢量x2变大并且值高于不等式(2)的上限的情况下，非球面S的弧矢量过大，并且包括周边部分的非球面透镜Lasph过厚。结果，光学系统L0变大。
根据每个示例的光学系统可以满足以下的不等式(3)至(14)中的一个和更多个：
1.30 < |Rref|/f (3)
0.20 < D1/D2 < 0.80 (4)
0.70 < fGP1/f < 2.00 (5)
-0.70 < f/fLF ≤ 0.00 (6)
0.50 < fLR/f < 1.30 (7)
-2.50 < fGN2/f < -0.50 (8)
-2.50 < fGN1/f < -0.80 (9)
0.50 < Dsum/D0 < 0.90 (10)
0.25 < hGN2/D2 < 0.70 (11)
0.20 < h/D1 < 1.00 (12)
1.620 < n < 1.750 (13)
12<νd<28 (14)
这里，Rref是参考球面Sref的曲率半径。D1是从多个非球面透镜Lasph当中的被部署成最接近物体的非球面透镜Lasph的物侧的透镜面到孔径光阑SP的在光轴上的距离。D2是从孔径光阑SP到后单元L2中的最接近像面的透镜面的在光轴上的距离。fGP1是具有正折光力并且在后单元L2中被部署成最接近物体的透镜GP1的焦距。fLF是前单元L1的焦距。fLR是后单元L2的焦距。fGN2是具有负折光力并且在后单元L2中被部署成最接近像面的透镜GN2的焦距。fGN1是具有负折光力并且被部署在后单元L2中的透镜GN1的焦距。Dsum是被包括在光学系统L0中的透镜的总厚度(光轴上的距离)。D0是光学系统L0中的从最接近物体的透镜面到最接近像面的透镜面的在光轴上的距离。hGN2是到透镜GN2的像侧的透镜面的驻点(stationary point)的在与光轴正交的方向上的距离，该透镜面具有在光轴附近向像侧凹陷的形状和在周边部分中向像侧凸出的形状。h是到多个非球面透镜Lasph当中的被部署成最接近物体的非球面透镜Lasph的物侧的透镜面上的驻点的在与光轴正交的方向上的距离。n是透镜GN1的折射率。νd是透镜GN1的阿贝数。
驻点是使用预定距离h对X(h)求微分一次而获得的一阶导数的值为0的点，其中，X(h)是在面顶点与非球面上的在与光轴正交的方向上与光轴相距预定距离h的位置之间的光轴上的弧矢量(位移量)。X(h)的符号在从物侧到像侧的方向上为正。
不等式(2)至(14)可以被替换为不等式(2a)至(14a)：
0.06<x2/f<0.45(2a)
1.40<|Rref|/f(3a)
0.25<D1/D2<0.75(4a)
0.75<fGP1/f<1.85(5b)
-0.65<f/fLF≤0.00(6a)
0.60<fLR/f<1.20(7a)
-2.30<fGN2/f<-0.55(8a)
-2.30<fGN1/f<-0.90(9a)
0.52<Dsum/D0<0.85(10a)
0.28<hGN2/D2<0.65(11a)
0.25<h/D1<0.98(12a)
1.630<n<1.730(13a)
16<νd<26(14a)
不等式(2)至(14)可以被替换为不等式(2b)至(14b)：
0.07<x2/f<0.40(2b)
1.50<|Rref|/f(3b)
0.30<D1/D2<0.70(4b)
0.85<fGP1/f<1.75(5b)
-0.55<f/fLF≤0.00(6b)
0.70<fLR/f<1.10(7b)
-2.15<fGN2/f<-0.60(8b)
-2.10<fGN1/f<-1.10(9b)
0.58<Dsum/D0<0.82(10b)
0.33<hGN2/D2<0.60(11b)
0.30<h/D1<0.95(12b)
1.645<n<1.720(13b)
18<νd<25(14b)
不等式(2)至(14)可以被替换为不等式(2c)至(14c)：
0.08<x2/f<0.38(2c)
1.60<|Rref|/f(3c)
0.32<D1/D2<0.68(4c)
1.00<fGP1/f<1.60(5c)
-0.45<f/fLF≤0.00(6c)
0.80<fLR/f<1.00(7c)
-2.05<fGN2/fLR<-0.70(8c)
-1.95<fGN1/fLR<-1.20(9c)
0.60<Dsum/D0<0.80(10c)
0.38<hGN2/D2<0.55(11c)
0.35<h/D1<0.92(12c)
1.650<n<1.700(13c)
20<νd<24(14c)
不等式(3)定义参考球面Sref的曲率半径的绝对值|Rref|与光学系统L0的焦距的比率。如上所述，为了减小光学系统L0的尺寸，非球面S可以在光轴附近是平坦的(接近于具有小弧矢量的平面)。即，绝对值|Rref|可以在满足不等式(3)的范围内较大。绝对值|Rref|在平面上是无穷大的。在绝对值Rref变小并且值|Rref|/f低于不等式(3)的下限的情况下，在光轴附近的曲率过大，并且前单元L1变厚。在光轴附近的曲率过大并且值|Rref|/f高于不等式(3)的上限的情况下，生成入射光瞳的彗形像差的效果变小。
不等式(4)定义从被部署成最接近物体的非球面透镜Lasph的物侧的透镜面到孔径光阑SP的在光轴上的距离与从孔径光阑SP到后单元L2中的最接近像面的透镜面的在光轴上的距离的比率。由于不等式(4)，因此可以相对于孔径光阑SP基本对称地部署透镜，并且这种对称性可以容易地校正像场弯曲和畸变。另外，前单元L1的非球面S有助于控制入射光瞳的彗形像差，并且可以提高周边光量比率。在值D1/D2低于不等式(4)的下限的情况下，前单元L1的像差校正效果和周边光量比率改善效果变小。在值D1/D2高于不等式(4)的上限的情况下，虽然前单元L1的像差校正效果和周边光量比率改善效果增大，但是光学系统L0的前透镜变大，并且光学系统的尺寸往往会增大。
不等式(5)定义透镜GP1的焦距与光学系统L0的焦距的比率。由于不等式(5)，因此光学系统L0的角度可以变宽。在透镜GP1的焦距变小并且值fGP1/f低于不等式(5)的下限的情况下，虽然这有益于光学系统L0的广角方案，但是透镜GP1引起大的球面像差和像场弯曲。在透镜GP1的焦距变大并且值fGP1/f高于不等式(5)的上限的情况下，难以加宽光学系统L0的角度。
不等式(6)定义光学系统L0的焦距与前单元L1的焦距的比率。满足不等式(6)可以确保必要的后焦距。在值f/fLF低于不等式(6)的下限的情况下，后焦距过大，并且光学系统L0的总长度变长。在值f/fLF高于不等式(6)的上限的情况下，前单元L1的折光力变为正，并且难以确保后焦距。
不等式(7)定义光学系统L0的焦距与后单元L2的焦距的比率。满足不等式(7)可以使光学系统L0的角度变宽。在值fLR/f低于不等式(7)的下限的情况下，虽然这有益于光学系统L0的更宽角度，但是在后单元L2中出现大的球面像差和像场弯曲。在值fLR/f高于不等式(7)的上限的情况下，难以加宽光学系统L0的角度。
不等式(8)定义后单元L2中的被部署成最接近像面的透镜GN2的焦距与光学系统L0的焦距的比率。满足不等式(8)可以校正由透镜GP1、GP2等的强的正折光力引起的正的匹兹阀和，并且令人满意地校正像场弯曲。在值fGN2/fLR低于不等式(8)的下限的情况下，像场弯曲被过校正(过度地校正)。在值fGN2/fLR高于不等式(8)的上限的情况下，像场弯曲被欠校正(不足地校正)。
不等式(9)定义透镜GN1的焦距与光学系统L0的焦距的比率。满足不等式(9)可以令人满意地校正由透镜GP1和GP2的强的正折光力引起的纵向色差和球面像差。在值fGN1/f低于不等式(9)的下限的情况下，纵向色差和球面像差被过校正。在值fGN1/f高于不等式(9)的上限的情况下，纵向色差和球面像差被欠校正。
不等式(10)定义光学系统L0中的透镜的总厚度与光学系统L0的从最接近物体的面到最接近像面的面的在光轴上的距离的比率。满足不等式(10)可以减小光学系统L0的厚度。在值Dsum/D0低于不等式的下限(10)的情况下，透镜太薄，并且难以制造透镜。在值Dsum/D0高于不等式(10)的上限的情况下，不能减小光学系统L0的厚度。
不等式(11)定义到透镜GN2的具有在光轴附近向像侧凹陷的形状和在周边部分中向像侧凸出的形状的透镜面的驻点的在与光轴正交的方向上的距离与从孔径光阑SP到后单元L2的最接近像面的透镜面的在光轴上的距离的比率。满足不等式(11)可以显著地改变透镜GN2的在光轴附近的曲率和透镜GN2的在周边部分中的曲率，并且可以增强透镜GN2中的像场弯曲和像散的校正效果。另外，由于透镜GN2的像侧的透镜面具有在光轴附近朝着像侧凹陷的形状和在周边部分中朝着像侧凸出的形状，因此可以在周边部分中校正像散，同时可以在光轴附近校正匹兹阀和。在值hGN2/D2低于不等式(11)的下限的情况下，在光轴附近的曲率变小，围绕光轴的凹陷形状变浅，并且近轴负折光力变小。结果，难以校正匹兹阀和。在值hGN2/D2高于不等式(11)的上限的情况下，在周边部分中的凸出区域在径向方向上减小，并且对于轴外光束，像散的校正效果减小。
不等式(12)定义到被部署成最接近物体的非球面透镜Lasph的物侧的透镜面的驻点的在与光轴正交的方向上的距离与从非球面透镜Lasph的物侧的透镜面到孔径光阑SP的在光轴上的距离的比率。即使在此面的光轴附近的曲率小(几乎平坦)的情况下，满足不等式(12)也可以显著地改变周边部分的曲率，使其朝向物侧凸出，并且容易地控制轴外光束的入射光瞳的彗形像差。在值h/D1低于不等式(12)的下限的情况下，围绕面的曲率过大，并且制造困难。在值h/D1高于不等式(12)的上限的情况下，围绕面的弧矢量过小，并且难以生成轴外光束的入射光瞳的彗形像差。
不等式(13)定义透镜GN1的折射率。满足不等式(13)可以令人满意地校正透镜GP1、GP2等中生成的球面像差和纵向色差。透镜GN1可以由诸如塑料之类的树脂材料制成，并且可以减轻光学系统L0的重量。在值n低于不等式(13)的下限的情况下，透镜GN1的曲率过大，并且球面像差被过校正。在值n高于不等式(13)的上限的情况下，难以由树脂材料形成透镜GN1。
不等式(14)定义透镜GN1的阿贝数。满足不等式(14)可以令人满意地校正由透镜GP1、GP2等引起的球面像差和纵向色差。透镜GN1可以由诸如塑料之类的树脂材料制成，并且可以减轻光学系统L0的重量。在值νd低于不等式(14)的下限的情况下，纵向色差被过校正。在值νd高于不等式(14)的上限的情况下，纵向色差被欠校正。
现在，将给出根据每个示例的光学系统的详细描述。
在示例1中，前单元L1按从物侧到像侧的顺序包括负透镜G1、正透镜G2、负透镜G3和正透镜G4。后单元L2按从物侧到像侧的顺序包括正透镜G5、正透镜G6、负透镜G7、正透镜G8、正透镜G9和负透镜G10。透镜G1、G2、G3是满足不等式(1)和(2)的非球面透镜Lasph。透镜G5、G6和G7分别对应于透镜GP1、GP2和GN1。前单元L1中的被部署成最接近像面的透镜G4是具有在像侧的凹透镜面和正折光力的弯月透镜。
在示例2中，前单元L1按从物侧到像侧的顺序包括负透镜G1、正透镜G2、负透镜G3和正透镜G4。后单元L2按从物侧到像侧的顺序包括正透镜G5、正透镜G6、负透镜G7、负透镜G8、正透镜G9、正透镜G10和负透镜G11。透镜G1、G2和G3是满足不等式(1)和(2)的非球面透镜Lasph。透镜G5、G6和G7分别对应于透镜GP1、GP2和GN1。前单元L1中的被部署成最接近像面的透镜G4是具有在像侧的凹透镜面和正折光力的弯月透镜。
在示例3中，前单元L1按从物侧到像侧的顺序包括正透镜G1、负透镜G2和正透镜G3。后单元L2按从物侧到像侧的顺序包括正透镜G4、正透镜G5、负透镜G6、正透镜G7、正透镜G8和负透镜G9。透镜G1和G2是满足不等式(1)和(2)的非球面透镜Lasph。透镜G4、G5和G6分别对应于透镜GP1、GP2和GN1。前单元L1中的被部署成最接近像面的透镜G3是具有在像侧的凹透镜面和正折光力的弯月透镜。
在示例4中，前单元L1按从物侧到像侧的顺序包括正透镜G1、负透镜G2和正透镜G3。后单元L2按从物侧到像侧的顺序包括正透镜G4、正透镜G5、负透镜G6、负透镜G7、正透镜G8、正透镜G9和负透镜G10。透镜G1和G2是满足不等式(1)和(2)的非球面透镜Lasph。透镜G4、G5和G6分别对应于透镜GP1、GP2和GN1。前单元L1中的被部署成最接近像面的透镜G3是具有在像侧的凹透镜面和正折光力的弯月透镜。
在示例5中，前单元L1按从物侧到像侧的顺序包括正透镜G1、负透镜G2和正透镜G3。在示例5中，后单元L2按从物侧到像侧的顺序包括正透镜G4、正透镜G5、负透镜G6、正透镜G7和负透镜G8。透镜G1和G2是满足不等式(1)和(2)的非球面透镜Lasph。透镜G4、G5和G6分别对应于透镜GP1、GP2和GN1。前单元L1中的被部署成最接近像面的透镜G3是具有在像侧的凹透镜面和正折光力的弯月透镜。
根据每个示例的光学系统L0中的每个焦距固定透镜在两侧都具有非球面。由此，在光学系统L0的尺寸减小的情况下，可以令人满意地校正诸如球面像差和像场弯曲之类的像差。
在根据每个示例的光学系统L0中，可以通过在具有与光轴正交的方向的分量的方向上移动光学系统L0的至少一部分来执行图像稳定化。
在根据每个示例的光学系统L0中，每个焦距固定透镜由塑料树脂制成。由此，可以减轻光学系统L0的重量。利用塑料树脂可以使用模具将具有大弧矢量的非球面形状成型，并且可以降低批量生产成本。
光学系统L0中的焦距固定透镜的一部分可以由塑料树脂制成，并且其他透镜可以由玻璃制成。组合由塑料树脂制成的透镜与由玻璃制成的透镜可以执行优异的像差校正，同时抑制光学性能随着温度变化而改变。
现在，将给出与示例1至示例5对应的数值示例1至数值示例5的描述。
在各数值示例中的面数据中，r表示每个光学面的曲率半径，d(mm)表示在第m个面与第(m+1)个面之间的轴上距离(光轴上的距离)，其中，m是从光入射侧起计数的面编号。nd表示每个光学构件的d线的折射率，并且νd表示光学构件的阿贝数。某种材料的阿贝数νd被如下地表示：
νd＝(Nd-1)/(NF-NC)
其中，Nd、NF和NC分别是基于弗劳恩霍夫线(Fraunhofer line)中的d线(587.6nm)、F线(486.1nm)和C线(656.3nm)的折射率。
在各数值示例中，在根据每个示例的光学系统处于对无穷远物体的对焦状态的情况下，设置d、焦距(mm)、F数和半视角(度)的值。“后焦距”是以空气转换长度表示的从最后的透镜面(最接近像面的透镜面)到近轴像面的在光轴上的距离。“总透镜长度”是通过将后焦距与从光学系统的最前面的透镜面(最接近物体的透镜面)到最后的透镜面(不包括光学块FL)的在光轴上的距离相加而获得的长度。
在光学面是非球面的情况下，面编号的右侧被附上星号*。非球面形状被如下地表示：
X＝(h2/R)/[1+{1-(1+K)(h/R)2}1/2]+A4×h4+A6×h6+A8×h8
+A10×h10+A12×h12+A14×h14
其中，X是在光轴方向上的相对于面顶点的位移量，h是在与光轴正交的方向上的相对于光轴的高度，R是近轴曲率半径，k是圆锥常数，A4、A6、A8、A10、A12和A14是各阶的非球面系数。每个非球面系数中的"e±XX"意指“×10±XX”。
数值示例1
单位：mm
非球面数据
第1个面
K＝0.00000e+00 A4＝2.99135e-03 A6＝-6.93887e-05 A8＝9.13138e-07
第2个面
K＝0.00000e+00 A4＝-8.77996e-03 A6＝6.27145e-04 A8＝-1.52662e-05
第3个面
K＝0.00000e+00 A4＝-2.45476e-03 A6＝2.22198e-04 A8＝5.85462e-06
第4个面
K＝0.00000e+00 A4＝3.37608e-02 A6＝-3.16699e-03 A8＝1.69125e-04
第5个面
K＝0.00000e+00 A4＝4.49950e-02 A6＝-4.30270e-03 A8＝2.43106e-04
第6个面
K＝0.00000e+00 A4＝3.03151e-02 A6＝-5.38604e-03 A8＝3.73982e-04
第7个面
K＝0.00000e+00 A4＝1.35692e-02 A6＝-4.41424e-03 A8＝-4.49320e-04
第8个面
K＝0.00000e+00 A4＝2.56634e-02 A6＝2.11518e-04 A8＝9.86200e-04
第10个面
K＝0.00000e+00 A4＝2.06859e-03 A6＝-1.26513e-03 A8＝5.93600e-04A10＝-3.52338e-04
第11个面
K＝0.00000e+00A4＝-3.03816e-02A6＝6.08756e-03A8＝-9.82828e-04A10＝-8.11642e-05
第12个面
K＝0.00000e+00A4＝-2.89588e-02A6＝7.31629e-03A8＝-1.34644e-03第13个面
K＝0.00000e+00A4＝-1.88989e-02A6＝-1.49083e-03
第14个面
K＝0.00000e+00A4＝-1.63470e-02A6＝-3.11975e-03A8＝-2.10845e-04第15个面
K＝0.00000e+00A4＝-2.09487e-02A6＝1.95270e-03A8＝-6.28343e-05第16个面
K＝-8.43775e-01A4＝-2.63920e-02A6＝2.11482e-03A8＝-9.25981e-05第17个面
K＝0.00000e+00A4＝-1.61263e-02A6＝3.03954e-04A8＝4.14156e-06第18个面
K＝0.00000e+00A4＝1.21079e-02A6＝-1.60253e-03A8＝3.93041e-05第19个面
K＝-8.83519e+00A4＝2.72445e-02A6＝-3.23002e-03A8＝1.55692e-04A10＝-3.09648e-06
第20个面
K＝-7.86236e-01A4＝-1.41220e-02A6＝3.18583e-04A8＝2.44586e-05A10＝-1.68288e-06A12＝2.86359e-08
第21个面
K＝-4.97962e+00A4＝-7.36543e-03A6＝4.88684e-04A8＝-2.53870e-05A10＝7.06657e-07A12＝-7.80606e-09
透镜单元数据
固定焦距透镜
数值示例2单位：mm
非球面数据
第1个面
K＝0.00000e+00 A4＝4.62731e-03 A6＝-1.28726e-04 A8＝1.94960e-06
第2个面
K＝0.00000e+00 A4＝-1.07841e-02 A6＝9.15769e-04 A8＝-2.70904e-05
第3个面
K＝0.00000e+00 A4＝-6.64511e-03 A6＝7.52653e-04 A8＝-8.51525e-06
第4个面
K＝0.00000e+00 A4＝4.23322e-02 A6＝-4.84016e-03 A8＝3.30114e-04
第5个面
K＝0.00000e+00 A4＝5.74568e-02 A6＝-7.25452e-03 A8＝5.35696e-04
第6个面
K＝0.00000e+00 A4＝4.24526e-02 A6＝-9.05290e-03 A8＝6.98450e-04
第7个面
K＝0.00000e+00A4＝1.95337e-02A6＝-7.42865e-03A8＝1.10045e-04第8个面
K＝0.00000e+00A4＝1.93211e-02A6＝-7.82859e-04A8＝7.52613e-04第10个面
K＝0.00000e+00A4＝-4.13430e-04A6＝-1.31981e-03A8＝2.06755e-04A10＝-1.42675e-04
第11个面
K＝0.00000e+00A4＝-2.19332e-02A6＝1.84375e-03A8＝-3.64935e-04A10＝-6.37679e-05
第12个面
K＝0.00000e+00A4＝-1.89940e-02A6＝2.49235e-03A8＝-5.53277e-04第13个面
K＝0.00000e+00A4＝-2.52550e-02A6＝-4.15106e-04
第14个面
K＝0.00000e+00A4＝-2.11389e-02A6＝-3.34177e-04A8＝-2.92054e-06第15个面
K＝0.00000e+00A4＝-2.02231e-02A6＝2.18790e-03A8＝-8.47405e-05第16个面
K＝0.00000e+00A4＝-2.91925e-02A6＝2.61526e-03A8＝-8.99961e-05第17个面
K＝0.00000e+00A4＝-3.49911e-02A6＝3.41013e-03A8＝-1.13986e-04第18个面
K＝-1.04019e+00A4＝-2.22989e-02A6＝5.53885e-04A8＝9.32163e-06第19个面
K＝0.00000e+00A4＝-8.38140e-03A6＝-6.44152e-04A8＝3.74131e-05第20个面
K＝0.00000e+00A4＝1.41519e-02A6＝-1.82335e-03A8＝5.01392e-05第21个面
K＝-6.89916e+00A4＝2.84885e-02A6＝-3.30794e-03A8＝1.63369e-04A10＝-3.34108e-06
第22个面
K＝-2.65752e+00A4＝-2.00900e-02A6＝1.17525e-03A8＝2.93659e-06A10＝-2.48467e-06A12＝5.76375e-08
第23个面
K＝-3.94495e+00A4＝-1.10700e-02A6＝8.15668e-04A8＝-3.97567e-05A10＝1.02699e-06A12＝-1.06696e-08
各种数据
变焦比1.00
透镜单元数据
固定焦距透镜
数值示例3单位：mm
/>
非球面数据
第1个面
K＝0.00000e+00 A4＝9.30990e-03 A6＝-3.58240e-04 A8＝9.54582e-06
第2个面
K＝0.00000e+00 A4＝2.66359e-02 A6＝-1.99812e-03 A8＝8.41741e-05第3个面
K＝0.00000e+00A 4＝3.79372e-02A 6＝-1.39100e-03A 8＝7.73195e-05第4个面
K＝0.00000e+00A 4＝8.30544e-03A 6＝7.72943e-03A 8＝-1.08878e-03第5个面
K＝0.00000e+00A 4＝-2.54322e-02A6＝8.65790e-03A 8＝-2.23637e-03第6个面
K＝0.00000e+00A 4＝-8.83911e-04A 6＝6.29663e-03A 8＝-5.82958e-04第8个面
K＝0.00000e+00A 4＝-4.91809e-04A6＝-1.28244e-03A8＝7.44474e-04A10＝-3.78859e-04
第9个面
K＝0.00000e+00A4＝-2.14540e-02A6＝5.52579e-04A8＝6.02977e-04A10＝-2.37941e-04
第10个面
K＝0.00000e+00A4＝-2.05109e-02A6＝1.13226e-03
第11个面
K＝0.00000e+00A4＝-1.67901e-02A6＝-1.60115e-05
第12个面
K＝0.00000e+00A4＝6.79112e-03A6＝3.43251e-03A8＝-1.30171e-04第13个面
K＝0.00000e+00A4＝6.45622e-04A6＝2.61491e-03A8＝-1.91434e-04第14个面
K＝-1.00267e+00A4＝-1.59819e-02A6＝6.18220e-04A8＝-3.03179e-05第15个面
K＝0.00000e+00A4＝-1.07829e-02A6＝-6.02261e-04A8＝3.40396e-05第16个面
K＝0.00000e+00A4＝1.73588e-02A6＝-2.24424e-03A8＝5.78829e-05第17个面
K＝-6.98573e+00A4＝2.38584e-02A6＝-2.67059e-03A8＝1.18642e-04A10＝-2.10872e-06
第18个面
K＝-1.00000e+01A4＝-3.85591e-03A6＝-9.68384e-04A8＝1.09785e-04A10＝-4.38561e-06A12＝6.22138e-08
第19个面
K＝-5.64269e+00A4＝-5.83331e-03A6＝3.04762e-04A8＝-1.56297e-05A10＝4.14627e-07A12＝-4.26432e-09
各种数据
变焦比1.00
透镜单元数据
固定焦距透镜
数值示例4单位：mm
/>
非球面数据
第1个面
K＝0.00000e+00 A4＝9.06651e-03 A6＝-3.40350e-04 A8＝8.13190e-06
第2个面
K＝0.00000e+00 A4＝2.75775e-02 A6＝-1.79887e-03 A8＝5.61471e-05第3个面
K＝0.00000e+00A4＝4.01333e-02A6＝-1.71340e-03A8＝1.47724e-04第4个面
K＝0.00000e+00A4＝6.53886e-03A6＝7.91981e-03A8＝-9.85749e-04第5个面
K＝0.00000e+00A4＝-2.61273e-02A6＝9.03281e-03A8＝-1.97567e-03第6个面
K＝0.00000e+00A4＝2.93659e-03A6＝5.54727e-03
第8个面
K＝0.00000e+00A4＝-7.05912e-04A6＝-1.93535e-03A8＝8.78449e-04A10＝-4.76791e-04
第9个面
K＝0.00000e+00A4＝-2.30611e-02A6＝1.22514e-03A8＝4.18199e-04A10＝-2.62195e-04
第10个面
K＝0.00000e+00A4＝-2.01089e-02A6＝2.34407e-03
第11个面
K＝0.00000e+00A4＝-1.83241e-02A6＝5.98154e-04
第12个面
K＝0.00000e+00A4＝1.98536e-02A6＝9.12904e-04A8＝-2.88114e-05第13个面
K＝0.00000e+00A4＝1.22988e-02A6＝6.76600e-04A8＝-8.62566e-05第14个面
K＝0.00000e+00A4＝-1.58318e-02A6＝5.65060e-04A8＝-2.61556e-05第15个面
K＝0.00000e+00A4＝-1.60444e-02A6＝-7.75094e-05A8＝2.77918e-05第16个面
K＝-4.32278e+00A4＝-3.10800e-03A6＝-1.23027e-03A8＝4.08013e-05第17个面
K＝0.00000e+00A4＝-7.48985e-03A6＝-7.41637e-04A8＝3.02892e-05第18个面
K＝0.00000e+00A4＝1.65115e-02A6＝-1.83161e-03A8＝4.71444e-05第19个面
K＝-6.25796e+00A4＝2.56064e-02A6＝-2.76340e-03A8＝1.22002e-04A10＝-2.08748e-06
第20个面
K＝-3.33188e-01A4＝-4.61155e-03A6＝-1.10936e-03A8＝1.21382e-04A10＝-4.51532e-06A12＝5.75594e-08
第21个面
K＝-6.13643e+00A4＝-4.49898e-03A6＝1.32358e-04A8＝-6.79773e-06A10＝2.30076e-07A12＝-2.83102e-09各种数据
变焦比1.00
透镜单元数据
固定焦距透镜
数值示例5单位：mm
非球面数据第1个面
K＝0.00000e+00A4＝8.73660e-03A6＝-3.86975e-04A8＝1.04575e-05第2个面
K＝0.00000e+00A4＝2.31772e-02A6＝-1.79562e-03A8＝6.76999e-05第3个面
K＝0.00000e+00A4＝3.11776e-02A6＝-1.95264e-03A8＝4.93023e-05第4个面
K＝0.00000e+00A4＝2.14908e-02A6＝-8.30590e-04A8＝-7.86853e-05第5个面
K＝0.00000e+00A4＝-4.45087e-03A6＝7.94719e-04A8＝-1.36434e-03第6个面
K＝0.00000e+00A4＝-1.28146e-03A6＝3.52976e-03A8＝-1.40989e-03第8个面
K＝0.00000e+00A4＝-1.54143e-03A6＝-4.85062e-04A8＝-2.88392e-04A10＝-1.06599e-05
第9个面
K＝0.00000e+00A4＝-2.69867e-02A6＝2.26400e-03A8＝1.17410e-04A10＝-1.25200e-04
第10个面
K＝0.00000e+00A4＝-3.49850e-02A6＝2.55543e-03
第11个面
K＝0.00000e+00A4＝-2.44834e-02A6＝-5.41931e-04
第12个面
K＝0.00000e+00A4＝-1.40846e-02A6＝5.39612e-03A8＝-1.65705e-04第13个面
K＝0.00000e+00A4＝-2.15427e-02A6＝5.03438e-03A8＝-2.49745e-04第14个面
K＝0.00000e+00A4＝1.07811e-02A6＝-1.34715e-03A8＝1.54898e-05第15个面
K＝-5.62876e+00A4＝3.33588e-02A6＝-4.02479e-03A8＝1.98832e-04A10＝-3.92120e-06
第16个面
K＝-2.81550e+00A4＝-1.21176e-02A6＝-1.84103e-04A8＝9.57561e-05A10＝-5.21006e-06A12＝8.61690e-08
第17个面
K＝-4.50949e+00A4＝-7.94993e-03A6＝5.20856e-04A8＝-2.59464e-05A10＝6.93402e-07A12＝-7.59255e-09
透镜单元数据
固定焦距透镜
下面的表1和表2总结了每个示例中的各种值：
表1
表2
图像拾取装置
现在参照图12，将给出使用根据每个示例的光学系统作为成像光学系统的数字静态相机(图像拾取装置)的描述。在图12中，附图标记10表示相机主体，附图标记11表示包括根据示例1至示例5的光学系统中的任一个的成像光学系统。附图标记12表示诸如CCD传感器或CMOS传感器之类的固态图像传感器(光电转换元件)，固态图像传感器被内置在相机主体10中并且被构造成接收并光电转换由成像光学系统11形成的光学图像。相机主体10可以是具有快速转向镜的所谓的单反式相机，或者是没有快速转向镜的所谓的无反光镜相机。
将根据每个示例的光学系统应用到诸如数字静态相机之类的图像拾取装置可以提供具有小透镜的图像拾取装置。
透镜装置
图13是具有根据每个示例的光学系统作为成像光学系统的透镜装置20的示意性外部视图。透镜装置20是可附接到相机主体(未图示)或者可从其拆卸的所谓的可更换透镜。透镜装置20包括使用根据示例1至示例5的光学系统中的任一个的成像光学系统21。透镜装置20具有聚焦操作单元22和改变成像模式的操作单元23。
在用户操作聚焦操作单元22的情况下，可以机械地或电地改变成像光学系统21的布置，并且可以改变聚焦位置。
用户可以出于除聚焦之外的目的对操作单元23进行操作来改变成像光学系统21中的透镜单元的布置。例如，可以通过根据操作单元23的操作机械地或电地改变成像光学系统21中的透镜单元的布置来改变成像光学系统21的像差。此时，聚焦位置不会实质地变化。
此示例可以提供可以校正畸变和周边光量的光学系统。
虽然已参考实施例描述了本公开，但要理解，本公开不限于所公开的实施例。随附权利要求书的范围将被赋予最宽泛的解释，以包含所有这样的修改以及等同的结构和功能。

Claims (23)

1.一种光学系统，该光学系统按从物侧到像侧的顺序包括具有负折光力的前单元、孔径光阑和具有正折光力的后单元，其特征在于，
其中，前单元包括多个非球面透镜，并且
其中，以下的不等式被满足：
0.05<x1/f<0.50
其中，T是从所述多个非球面透镜中的每个非球面透镜的物侧的非球面的面顶点到孔径光阑的在光轴上的距离，EA是所述非球面的有效直径，x1是在参考球面上的在与光轴正交的方向上与光轴相距距离EA/2的位置与所述非球面上的在与光轴正交的方向上与光轴相距距离EA/2的位置之间的在光轴方向上的距离，所述参考球面被定义为经过所述非球面上的在与光轴正交的方向上与光轴相距距离T/2的位置和所述面顶点的球面，并且f是光学系统的焦距。
2.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，以下的不等式被满足：
0.05<x2/f<0.50
其中，x2是在所述参考球面上的在与光轴正交的方向上与光轴相距距离5×T/4的位置与所述非球面上的在与光轴正交的方向上与光轴相距距离5×T/4的位置之间的在光轴方向上的距离。
3.根据权利要求1或2所述的光学系统，其特征在于，以下的不等式被满足：
1.30<|Rref|/f
其中，Rref是所述参考球面的曲率半径。
4.根据权利要求1或2所述的光学系统，其特征在于，以下的不等式被满足：
0.20<D1/D2<0.80
其中，D1是从所述多个非球面透镜当中的被部署成最接近物体的非球面透镜的物侧的透镜面到孔径光阑的在光轴上的距离，并且D2是从孔径光阑到后单元中的最接近像面的透镜面的在光轴上的距离。
5.根据权利要求1或2所述的光学系统，其特征在于，后单元中的被部署成最接近物体的第一透镜具有正的折光力。
6.根据权利要求5所述的光学系统，其特征在于，以下的不等式被满足：
0.70<fGP1/f<2.00
其中，fGP1是第一透镜的焦距。
7.根据权利要求1或2所述的光学系统，其特征在于，前单元包括具有负折光力的透镜和具有正折光力的透镜。
8.根据权利要求1或2所述的光学系统，其特征在于，以下的不等式被满足：
-0.70<f/fLF≤0.00
其中，fLF是前单元的焦距。
9.根据权利要求1或2所述的光学系统，其特征在于，以下的不等式被满足：
0.50<fLR/f<1.30
其中，fLR是后单元的焦距。
10.根据权利要求1或2所述的光学系统，其特征在于，后单元中的被部署成最接近像面的最后的透镜具有负的折光力。
11.根据权利要求10所述的光学系统，其特征在于，以下的不等式被满足：
-2.50<fGN2/f<-0.50
其中，fGN2是最后的透镜的焦距。
12.根据权利要求10所述的光学系统，其特征在于，最后的透镜的物侧的透镜面和像侧的透镜面是非球面的。
13.根据权利要求1或2所述的光学系统，其特征在于，后单元按从物侧到像侧的顺序包括：具有正折光力的第一透镜、具有正折光力的第二透镜、和具有负折光力的第三透镜。
14.根据权利要求13所述的光学系统，其特征在于，以下的不等式被满足：
-2.50<fGN1/f<-0.80
其中，fGN1是第三透镜的焦距。
15.根据权利要求13所述的光学系统，其特征在于，以下的不等式被满足：
1.620<n<1.750
其中，n是第三透镜的折光力。
16.根据权利要求13所述的光学系统，其特征在于，以下的不等式被满足：
12<νd<28
其中，νd是第三透镜的阿贝数。
17.根据权利要求13所述的光学系统，其特征在于，第二透镜的像侧的透镜面具有在光轴附近朝着像侧凹陷的形状和在周边部分中朝着像侧凸出的形状，
其中，以下的不等式被满足：
0.25<hGN2/D2<0.70
其中，hGN2是从光轴到第二透镜的像侧的透镜面上的驻点的在与光轴正交的方向上的距离。
18.根据权利要求13所述的光学系统，其特征在于，第一透镜、第二透镜和第三透镜中的每个透镜的物侧的透镜面和像侧的透镜面中的至少一个是非球面的。
19.根据权利要求1或2所述的光学系统，其特征在于，以下的不等式被满足：
0.50<Dsum/D0<0.90
其中，Dsum是被包括在光学系统中的透镜的总厚度，并且D0是从光学系统的最接近物体的透镜面到光学系统的最接近像面的透镜面的在光轴上的距离。
20.根据权利要求1或2所述的光学系统，其特征在于，以下的不等式被满足：
0.20<h/D1<1.00
其中，h是从光轴到所述多个非球面透镜当中的被部署成最接近物体的非球面透镜的物侧的透镜面上的驻点的在与光轴正交的方向上的距离。
21.根据权利要求1或2所述的光学系统，其特征在于，前单元中的被部署成最接近像面的透镜是具有正折光力和在像侧的凹透镜面的弯月透镜。
22.一种图像拾取装置，包括：
根据权利要求1或2所述的光学系统；以及
图像传感器，被构造成接收由光学系统形成的图像。
23.一种透镜装置，包括：
根据权利要求1或2所述的光学系统；以及
能由用户操作的操作单元。
CN202310699249.5A 2022-06-17 2023-06-13 光学系统、图像拾取装置和透镜装置 Pending CN117250738A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022097978A JP2023184065A (ja) 2022-06-17 2022-06-17 光学系及びそれを有する撮像装置、レンズ装置
JP2022-097978 2022-06-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117250738A true CN117250738A (zh) 2023-12-19

Family

ID=89127057

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310699249.5A Pending CN117250738A (zh) 2022-06-17 2023-06-13 光学系统、图像拾取装置和透镜装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20230408797A1 (zh)
JP (1) JP2023184065A (zh)
CN (1) CN117250738A (zh)

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023184065A (ja) 2023-12-28
US20230408797A1 (en) 2023-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11933947B2 (en) Imaging lens system, image capturing unit and electronic device
US10215972B2 (en) Optical system and image pickup apparatus including the same
US11892610B2 (en) Variable magnification optical system, optical device, and method for producing variable magnification optical system
JP4989079B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する画像投射装置
US11966099B2 (en) Converter lens, interchangeable lens, and image pickup apparatus
US20200049948A1 (en) Imaging optical lens assembly, image capturing unit and electronic device
CN115061332B (zh) 转换镜头、可交换镜头和摄像装置
US11971607B2 (en) Optical system and image pickup apparatus
US20220091400A1 (en) Variable magnification optical system, optical equipment, and method for producing variable magnification optical system
US8503092B2 (en) Zoom lens, optical apparatus and method of manufacturing zoom lens
CN112327468B (zh) 光学系统和光学设备
CN115220180A (zh) 光学系统和具有光学系统的图像拾取装置
US10126535B2 (en) Variable magnification optical system, optical device, and production method for variable magnification optical system
CN117250738A (zh) 光学系统、图像拾取装置和透镜装置
US20210208373A1 (en) Optical system, optical equipment, and manufacturing method for optical system
CN111983792B (zh) 变焦透镜和包括该变焦透镜的成像装置
US20230213742A1 (en) Zoom lens and image pickup apparatus having the same
US11714260B2 (en) Optical system, lens apparatus, and image pickup apparatus
US20230010047A1 (en) Optical system and image pickup apparatus having the same
US20230161134A1 (en) System and image capturing apparatus including the same
US20230408799A1 (en) Zoom lens, image pickup apparatus having the same, and imaging system
CN116047736A (zh) 变焦镜头和具有变焦镜头的图像捕获装置
JP2023010106A (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
CN115373105A (zh) 光学系统和图像拾取装置
JP2024013653A (ja) 光学系及びそれを有する撮像装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication