CN118151345A - 光学系统和具有光学系统的图像拾取装置 - Google Patents

光学系统和具有光学系统的图像拾取装置 Download PDF

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CN118151345A CN202311640252.6A CN202311640252A CN118151345A CN 118151345 A CN118151345 A CN 118151345A CN 202311640252 A CN202311640252 A CN 202311640252A CN 118151345 A CN118151345 A CN 118151345A
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Abstract

本发明涉及光学系统和具有光学系统的图像拾取装置。光学系统从物体侧到图像侧依次包括前组、孔径光阑、以及后组，所述后组作为整体具有正折光力。所述前组包括最靠近物体部署的具有负折光力的第一透镜。所述后组包括最靠近图像平面部署的具有正折光力的最后的透镜。所述光学系统包括部署在所述第一透镜与所述最后的透镜之间的四个或更多个透镜。所述最后的透镜的光轴附近的透镜表面具有弯月形状，所述弯月形状在物体侧具有凸表面。预定的不等式被满足。

Description

光学系统和具有光学系统的图像拾取装置
技术领域
实施例的方面中的一个总体上涉及光学系统，并且更特别地涉及适合于数字视频相机、数字静态相机、广播相机、基于胶片的相机、监视相机等的光学系统。
背景技术
随着图像传感器变得更小并且具有更多像素，要求用于图像拾取装置的光学系统更小并且具有更高的光学性能。为了满足这个要求，日本专利申请公开No.2020-115174公开了光学系统，该光学系统从物体侧到图像侧依次由具有正折光力的第一透镜、具有负折光力的第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜组成。第一透镜的物体侧的透镜表面在光轴附近是凸的。第二透镜的图像侧的透镜表面在光轴附近是凹的。第三透镜的物体侧的透镜表面在光轴附近是凸的。第四透镜的图像侧的透镜表面在光轴附近是凸表面。第五透镜的物体侧的透镜表面在光轴附近是凸的。第六透镜的图像侧的透镜表面在光轴附近是凹的。
为了减小光学系统的总长度，采用望远型光焦度布置并且增强物体侧的正折光力和图像侧的负折光力是有效的。然而，在增强望远型光焦度布置的情况下，将出现大量的枕形畸变，因此变得难以利用有限数量的透镜令人满意地校正畸变和像场弯曲两者。在增强望远型光焦度布置的情况下，后焦距变得较短并且轴外光束的出射角变得较大。
日本专利申请公开No.2020-115174中描述的光学系统使用望远光焦度布置以减小总长度，并且使用多个非球面透镜以校正畸变和像场弯曲，但是整个系统的佩兹伐(Petzval)总和大，并且轴外光束的出射角也大。因此，在尝试将日本专利申请公开No.2020-115174的光学系统应用到具有大的图像传感器的图像拾取装置时，变得难以令人满意地校正像场弯曲和减少周边光量。
发明内容
根据实施例的一个方面的光学系统从物体侧到图像侧依次包括前组(frontgroup)、孔径光阑、以及后组(rear group)，所述后组作为整体具有正折光力。所述前组包括最靠近物体部署的具有负折光力的第一透镜。所述后组包括最靠近图像平面部署的具有正折光力的最后的透镜。所述光学系统包括部署在所述第一透镜与所述最后的透镜之间的四个或更多个透镜。所述最后的透镜的光轴附近的透镜表面具有弯月形状，所述弯月形状在物体侧具有凸表面。以下的不等式被满足：
0.1＜TTL(f×tanω)＜4.0
1.50＜PNdave＜2.00
0.2＜sk/TTL＜1.0
其中，f是所述光学系统的焦点距离，ω(°)是所述光学系统的半视角，sk是所述光学系统的后焦距，TTL是通过将所述后焦距与从所述光学系统的最靠近物体的透镜表面到所述光学系统的最靠近图像平面的透镜表面的光轴上的距离相加而获取的长度，并且PNdave是包括在所述光学系统中的所有正透镜的材料对于d线的折射率的平均值。具有以上光学系统的图像拾取装置也构成实施例的另一个方面。
本公开的另外的特征从以下参考附图对实施例的描述将变得清楚。
附图说明
图1是根据示例1的光学系统的截面图。
图2是根据示例1的光学系统在无限远处对焦状态下的像差图。
图3是根据示例2的光学系统的截面图。
图4是根据示例2的光学系统在无限远处对焦状态下的像差图。
图5是根据示例3的光学系统的截面图。
图6是根据示例3的光学系统在无限远处对焦状态下的像差图。
图7是根据示例4的光学系统的截面图。
图8是根据示例4的光学系统在无限远处对焦状态下的像差图。
图9是图像拾取装置的示意图。
具体实施方式
现在参考附图，将给出根据各种示例的光学系统和具有光学系统的图像拾取装置的详细描述。各个图中对应的元素将由相同的参考数字表示，并且将省略其重复描述。
图1、3、5和7分别是根据示例1至4的光学系统L0的截面图。根据每个示例的光学系统L0在诸如数字视频相机、数字静态相机、广播相机、基于胶片的相机和监视相机的图像拾取装置中使用。
在每个透镜截面图中，左侧是物体侧，并且右侧是图像侧。根据每个示例的光学系统L0包括多个透镜，其中La是前组，Lb是后组，L1是最靠近物体部署的负透镜，并且Lp是最靠近图像平面部署的正透镜。SP是孔径光阑(光阑)。孔径光阑SP确定(限制)最大孔径F数(Fno)的光束(光通量)。IP表示(近轴)图像平面。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视频相机的成像光学系统的情况下，诸如CCD传感器或CMOS传感器的固体图像传感器(光电转换元件)的成像平面被部署在图像平面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，与胶片平面对应的感光表面被部署在图像平面IP上。在本说明书中，“前组”和“后组”可以包括一个或更多个透镜。
图2、4、6和8分别是根据示例1至4的光学系统L0在无限远处对焦状态下的像差图。在球面像差图中，Fno表示F数。球面像差图示出了对于d线(波长587.56nm)和g线(波长435.84nm)的球面像差量。在像散图中，dS指示弧矢图像平面，并且dM指示子午图像平面。畸变图示出了对于d线的畸变量。横向色像差图示出了对于g线的横向色像差量。ω是成像半视角(°)。
现在将给出根据每个示例的光学系统L0的特征配置的描述。
根据每个示例的光学系统L0从物体侧到图像侧依次包括前组La、孔径光阑SP和作为整体具有正折光力的后组Lb。前组La包括具有负折光力并且最靠近物体部署的第一透镜L1。后组Lb包括具有正折光力并且最靠近图像平面部署的最后的透镜Lp。四个或更多个透镜被部署在第一透镜L1与最后的透镜Lp之间。根据每个示例的光学系统L0采用反焦型光焦度布置以在维持高的光学性能的同时抑制轴外光束在图像平面上的入射角。
在根据每个示例的光学系统L0中，最后的透镜Lp的光轴附近的透镜表面具有弯月形状，该弯月形状在物体侧具有凸表面。由此，像场弯曲和畸变被抑制。“光轴附近”是指近轴区域，并且在非球面透镜的情况下，光轴附近的凹表面和凸表面由近轴曲率半径的符号定义。折光力的正值和负值类似地从近轴曲率半径来计算。
根据每个示例的光学系统L0满足以下的不等式(1)：
0.1＜TTL/(f×tanω)＜4.0 (1)
其中f是光学系统L0的焦点距离，ω(°)是光学系统L0的半视角，sk是光学系统L0的后焦距，并且TTL是通过将后焦距sk与从光学系统L0的最靠近物体的透镜表面到光学系统L0的最靠近图像平面的透镜表面的光轴上的距离相加而获取的长度(总透镜长度)。
不等式(1)限定了总透镜长度与图像高度之间的比率。在TTL/(f×tanω)的值变得高于不等式(1)的上限的情况下，总透镜长度变得较长并且光学系统L0变得较大。在总透镜长度变得较短并且TTL/(f×tanω)的值变得低于不等式(1)的下限的情况下，每个透镜的折光力变强，并且变得难以令人满意地校正像场弯曲和畸变两者。
根据每个示例的光学系统L0具有以下的不等式(2)：
1.50＜PNdave＜2.00 (2)
其中PNdave是包括在光学系统L0中的所有正透镜的材料对于d线(波长587.56nm)的折射率的平均值。
不等式(2)限定了包括在光学系统L0中的正透镜的平均折射率。在平均折射率变得高于不等式(2)的上限的情况下，色散变大，并且变得难以校正纵向色像差。在平均折射率变得低于不等式(2)的下限的情况下，整个系统的佩兹伐总和变大，并且变得难以校正像场弯曲。
根据每个示例的光学系统L0满足以下的不等式(3)：
0.2＜sk/TTL＜1.0 (3)
不等式(3)限定了后焦距与总透镜长度之间的比率。在sk/TTL的值变得高于不等式(3)的上限的情况下，总透镜长度变得较长。在后焦距太短以至于sk/TTL的值变得低于不等式(3)的下限的情况下，最靠近图像平面部署的最后的透镜Lp的有效直径变大，并且光学系统L0在径向方向上变得较大。
不等式(1)至(3)可以利用下面的不等式(1a)至(3a)替换：
1.0＜TTL/(f×tanω)＜3.5 (1a)
1.55＜PNdave＜1.90 (2a)
0.21＜sk/TTL＜0.60 (3a)
不等式(1)至(3)可以利用下面的不等式(1b)至(3b)替换：
1.5＜TTL/(f×tanω)＜3.1 (1b)
1.60＜PNdave＜1.80 (2b)
0.23＜sk/TTL＜0.35 (36)
现在将给出根据每个示例的光学系统L0可以满足的配置和条件的描述。
根据每个示例的光学系统L0可以满足以下的不等式(4)：
0.0＜|f/fa|＜1.0 (4)
其中fa是前组La的焦点距离。
不等式(4)限定了前组La的焦点距离和光学系统L0的焦点距离的比率。在前组La的正折光力变得较强并且|f/fa|的值变得高于不等式(4)的上限的情况下，枕形畸变变得较大并且变得难以令人满意地校正像场弯曲和畸变两者。在前组La的负折光力变得较强并且|f/fa|的值变得高于不等式(4)的上限的情况下，光学系统在图像侧接近远心光学系统，并且总透镜长度变得较长。|f/fa|的值不会变得低于不等式(4)的下限。在光学系统L0是变焦透镜的情况下，f是在广角端变焦透镜的焦点距离。
根据每个示例的光学系统L0可以满足以下的不等式(5)：
0.6＜fp/f＜6.0 (5)
其中fp是最后的透镜Lp的焦点距离。
不等式(5)限定了最后的透镜Lp的焦点距离与光学系统L0的焦点距离的比率。在最后的透镜Lp的折光力变得较弱并且fp/f的值变得高于不等式(5)的上限的情况下，变得难以校正枕形畸变和抑制图像平面上的入射角。在最后的透镜Lp的折光力变得较强并且fp/f的值变得低于不等式(5)的下限的情况下，光学系统L0在图像侧变得接近远心光学系统，并且总透镜长度变得较长。
根据每个示例的光学系统L0可以满足以下的不等式(6)：
0.1＜sk/f＜1.0 (6)
不等式(6)限定了光学系统L0的后焦距与光学系统L0的焦点距离的比率。在后焦距变得较长并且sk/f的值变得高于不等式(6)的上限的情况下，总透镜长度变长。在后焦距变得较短并且sk/f的值变得低于不等式(6)的下限的情况下，最靠近图像平面部署的最后的透镜Lp的有效直径变得较大，并且光学系统L0在径向方向上变得较大。
根据每个示例的光学系统L0可以满足以下的不等式(7)：
0.5＜SPIP/TTL＜1.0 (7)
其中SPIP是从孔径光阑SP到图像平面IP的光轴上的距离。
不等式(7)限定了孔径光阑SP的位置与总透镜长度之间的比率。在孔径光阑SP的位置变得较靠近物体并且SPIP/TTL的值变得高于不等式(7)的上限的情况下，渐晕趋于被偏置，并且模糊形状变得不规则。在孔径光阑SP的位置变得较靠近图像平面并且SPIP/TTL的值变得低于不等式(7)的下限的情况下，出射光瞳接近图像平面IP，并且变得难以抑制轴外光束在图像平面上的入射角。在光学系统L0是变焦透镜的情况下，SPIP是从在广角端变焦透镜的孔径光阑SP到图像平面IP的光轴上的距离。
根据每个示例的光学系统L0可以满足以下的不等式：
1.0＜(R1+R2)/(R2-R1)＜50.0 (8)
其中R1是最后的透镜Lp的物体侧的透镜表面的近轴曲率半径，并且R2是最后的透镜Lp的图像侧的透镜表面的近轴曲率半径。
不等式(8)限定了最后的透镜Lp的形状。在物体侧近轴曲率半径R1和图像侧近轴曲率半径R2的值变得彼此较靠近并且(R1+R2)/(R2-R1)的值变得高于不等式(8)的上限的情况下，最后的透镜Lp的折光力变得较弱，并且变得难以抑制轴外光束在图像平面上的入射角。在(R1+R2)/(R2-R1)的值变得低于不等式(8)的下限的情况下，最后的透镜Lp的图像侧近轴曲率半径R2变得较小，并且变成难以令人满意地校正像场弯曲和畸变两者。
在根据每个示例的光学系统L0中，最后的透镜Lp可以由塑料制成。最后的透镜Lp的直径一般趋于较大，并且如果使用玻璃作为最后的透镜Lp的材料，那么透镜的重量增加。
在根据每个示例的光学系统L0中，最后的透镜Lp可以是固定焦点距离透镜(单透镜)。最后的透镜Lp可以不是接合透镜，因为它使光线弯曲并且使得折光力较弱，并且变得难以抑制轴外光束在图像平面上的入射角。
在根据每个示例的光学系统L0中，最后的透镜Lp的图像侧的透镜表面可以是非球面并且具有在周边部分处比在中心部分处强的正折光力。最后的透镜Lp的图像侧的透镜表面可以不是球面，因为它缺乏用于使轴外光线弯曲的折光力，并且变得难以抑制图像平面上的入射角和令人满意地校正像场弯曲。
在根据每个示例的光学系统L0中，最后的透镜Lp的图像侧的透镜表面可以在周边部分处具有拐点。如果在最后的透镜Lp的图像侧的透镜表面上不存在拐点，那么用于使轴外光线弯曲的折光力变得不足，并且变得难以抑制图像平面上的入射角并且令人满意地校正像场弯曲。
根据每个示例的光学系统L0可以满足以下的不等式(9)：
1.450＜Ndp＜5.000/vdp+1.550 (9)
其中Ndp是最后的透镜Lp对于d线的折射率，并且vdp是最后的透镜Lp的基于d线的阿贝数。
不等式(9)限定了最后的透镜Lp的折射率。在最后的透镜Lp的折射率变得高于不等式(9)的上限的情况下，不能选择比重小的材料，并且最后的透镜Lp的透镜重量变重。在最后的透镜Lp的折射率变得低于不等式(9)的下限的情况下，整个系统的佩兹伐总和变得较大，并且变得难以校正像场弯曲。
根据每个示例的光学系统L0可以满足以下的不等式(10)：
0.0＜|fa/fa|＜2.0 (10)
其中fa是前组La的焦点距离，并且fb是后组Lb的焦点距离。
不等式(10)限定了前组La的焦点距离与后组Lb的焦点距离的比率。在后组Lb的正折光力变得较弱并且|fb/fa|的值变得高于不等式(10)的上限的情况下，变得难以校正枕形畸变和抑制图像平面上的入射角。在前组La的负折光力变得较强并且|fb/fa|的值变得高于不等式(10)的上限的情况下，光学系统L0在图像侧接近远心光学系统，并且总透镜长度变得较长。该值不会变得低于不等式(10)的下限。
前组La可以包括具有正折光力的一个透镜Lap(第一正透镜)，并且根据每个示例的光学系统L0可以满足以下的不等式(11)：
1.60＜Ndap＜2.00 (11)
其中Ndap是透镜Lap对于d线的折射率。
不等式(11)限定了正透镜Lap的折射率。在正透镜Lap的折射率变得高于不等式(11)的上限的情况下，色散变得较大并且变得难以校正纵向色像差。在正透镜Lap的折射率变得低于不等式(11)的下限的情况下，整个系统的佩兹伐总和变大，并且变得难以校正像场弯曲。
后组Lb可以包括具有正折光力的透镜Lbp(第二正透镜)，并且根据每个示例的光学系统L0可以满足以下的不等式(12)：
1.60＜Ndbp＜2.00 (12)
其中Ndbp是透镜Lbp对于d线的折射率。
不等式(12)限定了正透镜Lbp的折射率。在正透镜Lbp的折射率变得高于不等式(12)的上限的情况下，色散变大并且变得难以校正纵向色像差。在正透镜Lbp的折射率低于不等式(12)的下限的情况下，整个系统的佩兹伐总和变大，并且变得难以校正像场弯曲。
后组Lb可以包括具有负折光力的透镜Lbn(第一负透镜)，并且根据每个示例的光学系统L0可以满足以下的不等式(13)：
0.0＜Ndbp-Ndbn＜0.4 (13)
其中Ndbn是透镜Lbn对于d线的折射率。
不等式(13)限定了正透镜Lbp与负透镜Lbn之间的折射率差。在具有超过不等式(13)的上限的大折射率差的材料被选择的情况下，消色差变得困难并且纵向色像差的校正变得不足。在具有低于不等式(13)的下限的小折射率差的材料被选择的情况下，整个系统的佩兹伐总和变得较大，并且变得难以校正像场弯曲。
后组Lb可以包括具有正折光力的透镜Lbp2(第三正透镜)，并且根据每个示例的光学系统L0可以满足以下的不等式(14)：
1.450＜Ndbp2＜5.00/vdp2+1.550 (14)
其中Ndbp2是透镜Lbp2对于d线的折射率，并且vdp2是透镜Lbp2的阿贝数。
不等式(14)限定了正透镜Lbp2的折射率。在正透镜Lbp2的折射率变得高于不等式(14)的上限的情况下，色散变大，并且变得难以校正纵向色像差和横向色像差。在正透镜Lbp2的折射率变得低于不等式(14)的下限的情况下，整个系统的佩兹伐总和变得较大，并且变得难以校正像场弯曲。
不等式(4)至(14)可以利用下面的不等式(4a)至(14a)替换：
0.1＜|f/fa|＜0.9 (4a)
1.0＜fp/f＜5.0 (5a)
0.2＜sk/f＜0.7 (6a)
0.60＜SPIP/TTL＜0.95 (7a)
3.0＜(R1+R2)/(R2-R1)＜40.0 (8a)
1.500＜Ndp＜5.000vdp+1.500 (9a)
0.13＜|fb/fa|＜1.50 (10a)
1.62＜Ndap＜1.97 (11a)
1.70＜Ndbp＜1.95 (12a)
0.02＜Ndbp-Ndbn＜0.20 (13a)
1.500＜Ndbp2＜5.000/vdp2+1.500 (14a)
不等式(4)至(14)可以利用下面的不等式(4b)至(14b)替换：
0.15＜|f/fa＜0.80 (4b)
2.0＜fp/f＜4.5 (5b)
0.3＜sk/f＜0.5 (6b)
0.65＜SPIP/TTL＜0.90 (7b)
5.0＜(R1+R2)/(R2-R1)＜35.0 (8b)
1.520＜Ndn＜5.000/vdn+1.470 (9b)
0.15＜|fb/fa＜1.00 (10b)
1.65＜Ndap＜1.96 (11b)
1.75＜Ndbp＜1.91 (12b)
0.030＜Ndbp-Ndbn＜0.125 (13b)
1.520＜Ndbp2＜5.000/vdp2+1.470 (14b)
在根据每个示例的光学系统L0中，诸如盖玻璃或IR截止过滤器的光学块可以被放置在最后的透镜Lp与图像平面IP之间。透镜的折光力是指光轴附近(近轴)的折光力。
现在将给出与示例1至4对应的数值示例1至4的描述。
在每个数值示例的表面数据中，r表示每个光学表面的曲率半径，并且d(mm)表示第m表面与第(m+1)表面之间的轴上距离(光轴上的距离)，其中m是从光入射侧计数的表面编号。nd表示每个光学元件对于d线的折射率，并且vd表示光学元件的阿贝数。某一材料的阿贝数vd被表达如下：
vd＝(Nd-1)/(NF-NC)
其中Nd、NF和NC分别是基于夫琅和费(Fraunhofer)线中的d线(587.6nm)、F线(486.1nm)和C线(656.3nm)的折射率。
在光学表面是非球面的情况下，星号*被附加到表面编号的右侧。非球面形状被表达如下：
其中X是光轴方向上从表面顶点的位移量(X轴被设置为光轴方向)，H是在与光轴正交的方向上距光轴的高度，光行进方向被设置为正(H轴被设置为与光轴正交的方向)，R是近轴曲率半径，K是圆锥常数，并且A3至A14是非球面系数。每个非球面系数中的“e±XX”意指“×10±XX”。
在每个数值示例中，在根据每个示例的光学系统处于在无限远物体上对焦状态的情况下设置d、焦点距离(mm)、F数和半视角(°)的值。“后焦距”是以空气换算长度表达的从最后的透镜表面(最靠近图像平面的透镜表面)到近轴图像平面的光轴上的距离。“总透镜长度”是通过将后焦距与从光学系统L0的第一透镜表面(最靠近物体的透镜表面)到光学系统L0的最后的透镜表面的光轴上的距离相加而获得的长度。
数值示例1
单位：mm
表面数据
非球面数据
第8表面
K＝0.00000e+00 A4＝-1.04566e-03 A6＝-9.37556e-05 A8＝-5.53704e-07
A3＝9.72583e-04 A5＝3.63328e-04 A7＝1.17358e-05
第9表面
K＝0.00000e+00 A4＝-6.72372e-04 A6＝-5.12270e-05 A8＝-1.85093e-07
A3＝9.10492e-04 A5＝2.23735e-04 A7＝5.42283e-06
第10表面
K＝-1.83110e+01 A4＝-6.24412e-04 A6＝-4.26039e-05 A8＝-1.18796e-07
A10＝6.72472e-11
A3＝-5.99283e-04 A5＝2.67221e-04 A7＝3.41220e-06
第11表面
K＝-4.49148e+00 A4＝-2.32087e-03 A6＝-6.08056e-05 A8＝-1.49652e-07
A10＝7.93407e-11
A3＝5.15205e-03 A5＝4.86742e-04 A 7＝4.45108e-06
第12表面
K＝-5.38183e+01 A4＝-1.74379e-03 A6＝-2.16819e-05 A8＝-7.33722e-08
A10＝-2.80326e-11
A3＝6.86749e-03 A5＝2.28224e-04 A7＝1.52808e-06 A9＝2.12818e-09
第13表面
K＝-2.25124e+01 A4＝-1.07024e-03 A6＝-3.50892e-05 A8＝-1.81411e-07
A10＝-7.08372e-11
A3＝2.06768e-03 A5＝2.37331e-04 A7＝3.25539e-06 A9＝5.54475e-09
固定焦点距离透镜数据
数值示例2
单位：mm
表面数据
非球面数据
第9表面
K＝0.00000e+00 A4＝-1.08320e-03 A6＝-8.84422e-05 A8＝-4.28559e-07
A3＝1.36888e-03 A5＝3.73165e-04 A7＝1.01971e-05
第10表面
K＝0.00000e+00 A4＝-6.54688e-04 A6＝-5.27521e-05 A8＝-2.13664e-07
A3＝1.34817e-03 A5＝2.38290e-04 A7＝5.74368e-06
第11表面
K＝-3.44235e+01 A4＝-6.38343e-04 A6＝-4.26477e-05 A8＝-1.18269e-07
A10＝7.67530e-11
A3＝4.85557e-05 A5＝2.60713e-04 A7＝3.40467e-06
第12表面
K＝-3.08794e+00 A 4＝-2.27652e-03 A6＝-6.14607e-05 A8＝-1.47175e-07
A10＝8.73153e-11
A3＝6.04115e-03 A5＝4.80657e-04 A7＝4.43542e-06
第13表面
K＝-4.72297e+01 A4＝-1.76055e-03 A6＝-2.19580e-05 A8＝-7.23737e-08
A10＝-3.00758e-11
A3＝7.41113e-03 A5＝2.27924e-04 A7＝1.52563e-06 A9＝2.15652e-09
第14表面
K＝-1.98741e+01 A4＝-1.02271e-03 A6＝-3.50501e-05 A8＝-1.81558e-07
A10＝-7.04181e-11
A3＝2.24813e-03 A5＝2.31781e-04 A7＝3.26449e-06 A9＝5.53025e-09
固定焦点距离透镜数据
数值示例3
单位：mm
表面数据
非球面数据
第1表面
K＝0.00000e+00 A4＝-6.78455e-04 A 6＝1.33354e-05 A 8＝1.35788e-07
A3＝-4.26570e-04 A5＝6.91920e-05 A7＝-2.74199e-06
第2表面
K＝3.64968e-01 A4＝-7.75157e-04 A6＝7.33843e-06 A8＝-1.1271le-07
A3＝-6.44618e-04 A5＝5.38136e-05 A7＝-6.10266e-07
第11表面
K＝0.00000e+00 A4＝-3.75054e-04 A6＝-1.13030e-06 A8＝7.88726e-08
A10＝-4.67549e-10
第12表面
K＝0.00000e+00 A4＝-1.45507e-04 A6＝-1.64020e-06 A8＝7.72645e-08
A10＝-3.93531e-10
第13表面
K＝-1.27759e+01 A4＝2.63706e-04 A 6＝5.73607e-06 A8＝2.93093e-08
A10＝-4.45514e-11
A3＝-7.93420e-04 A 5＝-3.18814e-05 A7＝-6.11948e-07
第14表面
K＝-1.19491e+00 A4＝-2.26442e-06 A6＝-7.81773e-06 A8＝-1.34278e-08
A10＝-1.79310e-11
A3＝-1.85363e-04 A5＝4.90241e-05 A7＝5.85849e-07
第15表面
K＝-1.36904e+00 A4＝-1.04565e-03 A6＝-2.43530e-05 A8＝-1.17262e-07
A10＝-4.25806e-11
A3＝6.74386e-04 A5＝1.89856e-04 A7＝2.16124e-06 A9＝3.46428e-09
第16表面
K＝-5.78503e-01 A4＝-8.35374e-04 A6＝-8.61317e-06 A8＝-2.43644e-08
A10＝-5.39681e-12
A3＝6.50288e-04 A5＝9.88435e-05 A7＝5.66400e-07 A9＝5.68901e-10
固定焦点距离透镜数据
数值示例4
单位：mm
表面数据
非球面数据
第4表面
K＝-2.68850e+00 A4＝-1.04742e-04 A6＝5.62415e-07 A8＝-4.65789e-08
A10＝2.52007e-09 A12＝-5.22231e-11 A14＝3.79457e-13
第5表面
K＝0.00000e+00 A4＝-4.81826e-04 A6＝-2.05447e-06 A8＝-4.94086e-08
A10＝1.93962e-09 A12＝-6.95594e-11
第9表面
K＝0.00000e+00 A4＝-4.55340e-04 A6＝-4.28696e-06 A8＝3.05739e-08
A10＝-4.04397e-09 A12＝3.30442e-11
第10表面
K＝0.00000e+00 A4＝-4.30569e-04 A6＝3.47076e-06 A8＝-7.93640e-08
A10＝1.63383e-09 A12＝-1.90372e-11 A14＝7.68428e-14
第11表面
K＝0.00000e+00 A4＝5.25524e.04 A6＝-7.46425e-06 A8＝3.18527e-07
A10＝-4.06261e-09 A12＝1.74226e-11 A14＝2.64968e-14
第12表面
K＝-7.76547e-01 A4＝1.31469e-04 A6＝1.25454e-06 A8＝-2.88332e-08
A10＝7.18099e-10 A12＝-5.93048e-12 A14＝1.52782e-14
第13表面
K＝0.00000e+00 A4＝-5.76433e-04 A6＝8.17828e-06 A8＝-1.15678e-07
A10＝9.44995e-10 A12＝-4.20503e-12 A14＝5.71111e-15
第14表面
K＝0.00000e+00 A4＝-6.44620e-04 A6＝9.84059e-06 A 8＝-1.34057e-07
A10＝1.11603e-09 A12＝-5.29814e-12 A14＝9.97952e-15
固定焦点距离透镜数据
下面的表1总结了每个数值示例的各种值。
图像拾取装置
现在参考图9，现在将给出使用光学系统L0作为成像光学系统的数字静态相机(图像拾取装置)10的示例的描述。在图9中，参考数字13表示相机主体，并且参考数字11表示包括根据示例1至4的光学系统L0中的任何一个的成像光学系统。参考数字12表示诸如CCD传感器或CMOS传感器的固态图像传感器(光电转换元件)，其内置在相机主体13中并且接收由成像光学系统11形成的光学图像并且对它进行光电转换。相机主体13可以是具有快转反光镜的所谓的单透镜反射相机，或者不具有快转反光镜的所谓的无反光镜相机。
因此，将光学系统L0应用到诸如数字静态相机的图像拾取装置可以提供具有小的透镜的图像拾取装置。
虽然已参考实施例描述了本公开，但是要理解的是，本公开不限于所公开的实施例。随附的权利要求的范围要被赋予最宽泛的解释，以便涵盖所有这样的修改以及等同的结构和功能。
每个示例可以提供小且重量轻并且具有高的光学性能的光学系统。

Claims (17)

1.一种光学系统，所述光学系统从物体侧到图像侧依次包括前组、孔径光阑、以及后组，所述后组作为整体具有正折光力，
其特征在于，所述前组包括最靠近物体部署的具有负折光力的第一透镜，
其中，所述后组包括最靠近图像平面部署的具有正折光力的最后的透镜，
其中，所述光学系统包括部署在所述第一透镜与所述最后的透镜之间的四个或更多个透镜，
其中，所述最后的透镜的光轴附近的透镜表面具有弯月形状，所述弯月形状在物体侧具有凸表面，并且
其中，以下的不等式被满足：
0.1＜TTL/(f×tanω)＜4.0
1.50＜PNdave＜2.00
0.2＜sk/TTL＜1.0
其中，f是所述光学系统的焦点距离，ω(°)是所述光学系统的半视角，sk是所述光学系统的后焦距，TTL是通过将所述后焦距与从所述光学系统的最靠近物体的透镜表面到所述光学系统的最靠近图像平面的透镜表面的光轴上的距离相加而获取的长度，并且PNdave是包括在所述光学系统中的所有正透镜的材料对于d线的折射率的平均值。
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：
0.0＜|f/fa|＜1.0
其中，fa是所述前组的焦点距离。
3.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：
0.6＜fp/f＜6.0
其中，fp是所述最后的透镜的焦点距离。
4.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：
0.1＜sk/f＜1.0。
5.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：
0.5＜SPIP/TTL＜1.0
其中，SPIP是从所述孔径光阑到图像平面的光轴上的距离。
6.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：
1.0＜(R1+R2)/(R2-R1)＜50.0
其中，R1是所述最后的透镜的物体侧的透镜表面的近轴曲率半径，并且R2是所述最后的透镜的图像侧的透镜表面的近轴曲率半径。
7.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述最后的透镜由塑料制成。
8.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述最后的透镜是固定焦点距离透镜。
9.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述最后的透镜的图像侧的透镜表面是非球面并且具有在周边部分处比在中心部分处强的正折光力。
10.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述最后的透镜的图像侧的透镜表面在周边部分处具有拐点。
11.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：
1.450＜Ndp＜5.000/vdp+1.550
其中，Ndp是所述最后的透镜对于d线的折射率，并且νdp是所述最后的透镜的基于d线的阿贝数。
12.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：
0.0＜|fb/fa|＜2.0
其中，fa是所述前组的焦点距离，并且fb是所述后组的焦点距离。
13.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述前组包括具有正折光力的第一正透镜并且以下的不等式被满足：
1.60＜Ndap＜2.00
其中，Ndap是所述第一正透镜对于d线的折射率。
14.根据权利要求1至13中的任一项所述的光学系统，其特征在于，所述后组包括具有正折光力的第二正透镜，并且以下的不等式被满足：
1.60＜Ndbp＜2.00
其中，Ndbp是所述第二正透镜对于d线的折射率。
15.根据权利要求14所述的光学系统，其特征在于，所述后组包括具有负折光力的第一负透镜，并且以下的不等式被满足：
0.0<Ndbp-Ndbn<0.4其中，Ndbn是所述第一负透镜对于d线的折射率。
16.根据权利要求14所述的光学系统，其特征在于，所述后组包括具有正折光力的第三正透镜，并且以下的不等式被满足：
1.450<Ndbp2<5.000/vdp2+1.550
其中，Ndbp2是所述第三正透镜对于d线的折射率，并且νdp2是所述第三正透镜的基于d线的阿贝数。
17.一种图像拾取装置，所述图像拾取装置包括：
根据权利要求1至16中的任一项所述的光学系统；以及
图像传感器，所述图像传感器被配置为接收由所述光学系统形成的图像光。
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