CN1967308A - 图像拾取光学系统 - Google Patents

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Abstract

一种图像拾取光学系统，从物体侧到像侧包括具有正光焦度的第一透镜单元、孔径光阑和第二透镜单元。衍射光学元件和由特征局部色散材料构成的透镜适当地位于光学系统中。该图像拾取光学系统能够减少光斑和重影在衍射光学元件的产生并有效地校正色差。

Description

图像拾取光学系统
技术领域
本发明涉及图像拾取光学系统，例如摄影或拍照系统。
背景技术
具有长焦距的已知图像拾取光学系统从物体侧到像侧包括具有正折光力的前透镜组件和具有负折光力的后透镜组件。这种光学系已知为远摄型光学系统，或者简单地说是远摄透镜。
在典型的远摄透镜中，随着焦距的增加，在各种类型的色差中，尤其是纵向色差和横向色差会变坏。总地来说，这些类型的色差是通过组合正透镜和负透镜来校正的，其中正透镜由具有特殊局部色散的低色散材料如荧石构成，而负透镜由高色散材料构成。
特殊局部色散材料有效地校正色差，但很难处理。特殊局部色散材料的相对密度比不具有特殊局部色散特征的其它低色散材料的相对密度大。因此，由于使用特殊局部色散材料，整个透镜系统的重量会增加。
例如，荧石的相对密度是3.18，而已知类似于荧石的特殊局部色散材料的商用产品FK01具有3.63的相对密度。相反，其特殊局部色散小的材料的商用产品FK5具有2.46的相对密度，而商用产品BK7具有2.52的相对密度。
用于校正光学系统色差的另一已知方法是使用衍射光学元件的方法(参考“SPIE”(国际透镜设计会议(1990)卷1354)和日本专利特开号6-324262(对应于美国专利5,790,321)、6-331887(对应于美国专利5,796,520)和2000-258685(对应于美国专利6,381,079))。
该方法使用其中在光学系统中由具有特定波长的光束造成的色差在折射表面和衍射表面上相对的方向生成的物理现象。
当衍射光学元件用作远摄透镜的第一透镜单元中最接近物体的透镜时，光学系统的纵向色差和横向色差被非常有效地校正。但是，当非常强的光，例如来自视角之外太阳的太阳光，入射到衍射光学元件上时，产生光斑和重影。结果，整个图像将被发白的薄雾覆盖。
发明内容
本发明提供了能够有效校正色差，同时尽可能多地抑制在衍射光学元件处光斑和重影的生成的图像拾取光学系统。
图像拾取光学系统从物体侧到像侧包括具有正光焦度的第一透镜单元、孔径光阑和第二透镜单元。衍射光学元件和由特殊局部色散材料构成的透镜适当地位于光学系统中。
本发明的更多特征将从以下示例实施方式的描述中变得显而易见(参考附图)。
附图说明
图1是包括在根据第一数值例子的图像拾取系统中的透镜的截面图。
图2说明了根据第一数值例子的图像拾取系统的像差。
图3是包括在根据第二数值例子的图像拾取系统中的透镜的截面图。
图4说明了根据第二数值例子的图像拾取系统的像差。
图5是包括在根据第三数值例子的图像拾取系统中的透镜的截面图。
图6说明了根据第三数值例子的图像拾取系统的像差。
图7是说明衍射光学元件的例子的示意图。
图8说明了图7中所说明的衍射光学元件的波长依赖性。
图9是说明另一示例衍射光学元件的示意图。
图10说明了图9中所说明的衍射光学元件的波长依赖性。
图11是说明衍射光学元件的另一例子的示意图。
图12说明了图11中所说明的衍射光学元件的波长依赖性。
图13是图像拾取装置中主要组件的示意图。
具体实施方式
根据本发明各实施方式的图像拾取光学系统将参考附图进行描述。
图1是包括在根据第一实施方式的图像拾取系统中的透镜的截面图。图2说明了当系统聚焦到位于无限远处的物体时根据第一实施方式的图像拾取系统的像差。
图3是包括在根据第二实施方式的图像拾取系统中的透镜的截面图。图4说明了当系统聚焦到位于无限远处的物体时根据第二实施方式的图像拾取系统的像差。
图5是包括在根据第三实施方式的图像拾取系统中的透镜的截面图。图6说明了当系统聚焦到位于无限远处的物体时根据第三实施方式的图像拾取系统的像差。
在图1、3和5的截面图中所说明的图像拾取系统每个都包括具有正折光力(光焦度＝焦距的倒数)的第一透镜单元L1、具有正或负折光力的第二透镜单元L2、以及孔径光阑S。孔径光阑S位于第一透镜单元L1和第二透镜单元L2之间。
每个图像拾取系统还包括根据光学设计提供的玻璃块G，以便对应于滤光器和面板。
还提供了像平面IP。当根据这种实施方式的图像拾取光学系统用于摄影机或数码相机时，如电荷耦合器件(CCD)传感器或互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器的固态图像拾取元件(光电变换器)的成像平面在像平面IP的位置提供。当根据这种实施方式的图像拾取光学系统用于卤化银胶片摄像机时，胶片表面在像平面IP的位置提供。
阿贝数vd和局部色散率θgF由以下表达式确定：
vd＝(Nd-1)/(NF-NC)和
θgF＝(Ng-NF)/(NF-NC)
其中用于g线、d线、F线和C线的材料的折射率分别是Ng、Nd、NF和NC。
在这个时候，满足以下条件的材料称为特殊局部色散材料：
75＜vd和
0.5＜θgF＜0.6
根据图1截面图中所示的第一实施方式，当从第一透镜单元L1的像侧向物体侧计数时，第一透镜单元L1的复合透镜L1do是第二复合透镜。衍射光学元件L1doa是在复合透镜L1do的接合表面上提供的。
当从第一透镜单元L1的像侧向物体侧计数时，正透镜L1a是第二正透镜。在第一实施方式中，特殊局部色散材料(在这里是荧石)用于构成正透镜L1a。
通过将透镜子单元L1F移动到像侧，焦点从位于无限远处的物体移动到近距离处的物体。透镜子单元L1F是由复合透镜组成的。透镜子单元L1F具有负折光力并位于第一透镜单元L1中最靠近像的位置。
图像稳定透镜子单元L2IS包括在第二透镜单元L2中。通过以具有与光轴正交的向量分量的方式移动图像稳定透镜子单元L2IS，图像拾取光学系统的成像位置可以改变。
通过以这种方式移动图像稳定透镜子单元L2IS，由于手的运动而造成的图像模糊被校正。为了以具有与光轴正交的向量分量的方式移动图像稳定透镜子单元L2IS，图像稳定透镜子单元L2IS可以在与光轴正交的方向移动或者可以围绕光轴上的点旋转。
在图2中，球面像差的d线、g线、C线和F线表示位于这些线的像差。
对于像散，ds和gs表示d线和g线的弧矢像平面，而dM和gM表示纵向像平面。对于横向色差，g线和F线表示像差。
根据这种实施方式，横向色差是通过在旁轴主光线 h相对高的位置提供由特殊局部色散材料构成的透镜L1a来校正的。
纵向色差是通过在旁轴边缘光线h相对低的位置提供衍射光学元件L1doa来校正的。
根据图3截面图中所示的第二实施方式，当从第一透镜单元L1的像侧向物体侧计数时，第一透镜单元L1的复合透镜L1do是第二复合透镜。衍射光学元件L1doa在复合透镜L1do的接合表面上提供。
当从第一透镜单元L1的像侧向物体侧计数时，正透镜L1a是第二正透镜。正透镜L1a是在物体侧具有凸起表面的正弯月面透镜并利用特殊局部色散材料(在这种情况下，是荧石)构成。
通过将透镜子单元L1F移动到像侧，焦点从位于无限远处的物体移动到较近距离处的物体。透镜子单元L1F由复合透镜组成。透镜子单元L1F具有负折光力并位于第一透镜单元L1中最靠近像的位置。
图像稳定透镜子单元L2IS包括在第二透镜单元L2中。通过以具有与光轴正交的向量分量的方式移动图像稳定透镜子单元L2IS，图像拾取光学系统的成像位置可以改变。
图4中所说明的像差的描述与图2所说明的相同。
根据这种实施方式，横向色差是通过在旁轴主光线h相对高的位置提供衍射光学元件L1doa来校正的。
纵向色差是通过在旁轴边缘光线h相对低的位置提供由特殊局部色散材料构成的透镜L1a来校正的。
根据在图5的截面图中所示的第三实施方式，衍射光学元件L1doFa在第一透镜单元L1的复合透镜L1doF的接合表面上提供。复合透镜L1doF具有负光力并位于第一透镜单元L1中最靠近像的位置。
通过将复合透镜L1doF向像移动，焦点可以从位于无限远处的物体移动到近距离处的物体。即，复合透镜L1doF是用于聚焦的透镜子单元。
根据第三实施方式，在包括在第一透镜单元L1的正透镜中，当从物体侧向像侧计数时的第二和第三正透镜L1a和L2a是由特殊局部色散材料(在这种情况下，是荧石)构成的。
图像稳定透镜子单元L2IS包括在第二透镜单元L2中。通过以具有与光轴正交的向量分量的方式移动图像稳定透镜子单元L2IS，图像拾取光学系统的成像位置可以改变。
图6中所说明的像差的描述与图2和4中所说明的相同。
根据这种实施方式，横向色差是通过在旁轴主光线 h相对高的位置提供由特殊局部色散材料构成的透镜L1a和L2a来校正的。
纵向色差是通过在旁轴边缘光线h相对低的靠近孔径光阑S的位置提供衍射光学元件L1doFa来校正的。
在每种实施方式中，都在比孔径光阑S更靠近物体的位置提供衍射光学元件，该位置满足以下表达式：
0.1＜Φdo/Φf＜0.7(1)
其中Φf表示位于图像拾取光学系统中最靠近物体的透镜(在每种实施方式中都是正透镜G11)的有效直径，而Φdo表示衍射光学元件的有效直径。
此外，由特殊局部色散材料，即满足以下条件(2)和(3)的材料，构成的透镜位于满足以下条件(4)的位置：
0.5＜θgF＜0.6    (2)
75＜vd            (3)
0.2＜Φdo/Φa＜1.5(4)
其中Φa表示由特殊局部色散材料构成的透镜的有效直径。
表达式1至4定义了光学系统中要提供衍射光学元件和由特殊局部色散材料构成的透镜的位置。
表达式2和3定义了特殊局部色散材料的局部色散率θgF和阿贝数vd。
表达式1定义了要提供衍射光学元件，以便防止高强度的光，如来自视角之外太阳的太阳光入射到衍射光学元件并造成光斑的位置。
当超过表达式1的下限时，由入射到衍射光学元件上的来自视角之外的高强度直射光产生较少的光斑。但是，很难校正图像拾取光学系统的像差，尤其是色差。
当超过表达式1的上限时，色差可以有效地校正。但是，很难减少由来自视角之外的高强度直射光入射到衍射光学元件上所产生的光斑。
表达式2和3定义了特殊局部色散材料的色散范围。如果使用具有没有包括在由表达式2和3定义的范围中的色散的材料，则很难校正图像拾取光学系统的色差。
表达式4定义了提供由特殊局部色散材料构成的透镜的位置。
当超过表达式4的下限时，由特殊局部色散材料构成的透镜的直径变得太大。因为整个光学系统的重量也变大了，所以这是不期望的。
当超过表达式4的上限时，很难校正色差。
通过满足由以上表达式定义的条件，可以提供能够减少由来自视角之外的高强度直射光入射到衍射光学元件上所产生的光斑并能够有效地校正色差的图像拾取光学系统。
通过如下所示设置表达式1至4的数值范围，光斑会减少，并且色差会更有效地校正：
0.20＜Φdo/Φf＜0.68(1a)
0.5＜θgF＜0.55     (2a)
85＜vd              (3a)
0.30＜Φdo/Φa＜1.25(4a)
更期望地，局部色散率θgF和阿贝数vd可以如下设置：
0.52＜θgF＜0.54    (2b)
90＜vd              (3b)
在每种实施方式中，图像拾取光学系统都只包括一个衍射光学元件。
但是，就象在第三种实施方式中，由满足表达式2和3的材料构成的多个透镜可以在图像拾取光学系统中提供。
根据一种实施方式的图像拾取光学系统满足以下条件：
0.10＜|fa/f|＜0.80  (5)
其中fa表示当聚焦到位于无限远处的物体时由满足表达式2和3的材料构成的透镜的焦距，而f表示这时整个系统的焦距。
表达式5定义了由特殊局部色散材料构成的透镜的折光力。当超过表达式5的下限时，由特殊局部色散材料构成的透镜的折光力变得太大。因为色差将被过度校正，所以这是不期望的。
当超过表达式5的上限时，由特殊局部色散材料构成的透镜的折光力将变得太小，而且很难校正色差。
在第三实施方式中，提供了由特殊局部色散材料构成的多个透镜。这些透镜中的每一个都满足表达式5。
对于校正色差，期望如下设置表达式5的数值范围：
0.20＜|fa/f|＜0.65       (5a)
根据一种实施方式的图像拾取光学系统满足以下条件：
0.10＜|Rdo/Ldo-img|＜1.00(6)
其中Rdo表示提供衍射光学元件的表面的曲率半径，而Ldo-img表示从衍射光学元件到像平面的长度。
表达式6定义了具有衍射光学元件的表面的曲率半径与从衍射光学元件到像平面的长度之比。当超过表达式6的下限时，因为由视角之外的高强度直射光入射到衍射光学元件上所产生的光斑增加，所以这是不期望的。
当超过表达式6的上限时，衍射光学元件和像平面之间的距离变得太小。
因此，接近所设计次数(例如，如果所设计的次数是一次，则“接近所设计次数”指0次和二次)的不期望衍射光的光斑直径变得太小。因为由不期望的衍射光造成的光斑高度可视，所以这是不期望的。
更期望地，表达式6可以如下设置：
0.11＜|Rdo/Ldo-img|＜0.98   (6a)
根据一种实施方式的图像拾取光学系统满足以下条件：
0.05＜|fnf/f|＜0.2          (7)
其中fnf表示位于第一透镜单元L1中最靠近像的位置并具有负折光力的透镜子单元的焦距。
表达式7涉及包括在图像拾取光学系统中用于聚焦的透镜子单元的折光力。当超过表达式7的下限时，聚焦透镜的折光力变得太强。因为色差校正中的差别变得很大，所以这是不期望的。
当超过表达式7的上限时，聚焦透镜的折光力变得太小。因为当执行聚焦时的运动量变得很大，所以这是不期望的。
更期望地，表达式7可以如下设置：
0.07＜|fnf/f|＜0.18       (7a)
根据一种实施方式的图像拾取光学系统满足以下条件：
0.4≤Tl/f≤0.85           (8)
其中TL表示透镜系统的整个长度。
在这里，“透镜系统的整个长度”是从最靠近物体的第一透镜表面(即，图像拾取光学系统中最靠近物体的透镜表面)到像平面的距离。
表达式8定义了称为远摄率的值。在根据一种实施方式的图像拾取光学系统中，如第一和第二透镜单元的元件的折光力以及元件的主点之间的距离设置成满足表达式8。
当远摄率变得小于表达式8的下限时，很难通过衍射光学元件和由特殊局部色散材料构成的透镜来校正色差。
当远摄率超过上限时，使用衍射光学元件和由特殊局部色散材料构成的透镜的技术优点变得很小。
当图像拾取装置由根据一种实施方式的图像拾取光学系统和固态图像拾取元件构成时，满足以下条件：
0.03＜f/fdo＜0.30       (9)
0.02≤himg/f≤0.06      (10)
其中fdo表示只用于衍射光学元件的焦距，而2·himg表示固态图像拾取元件的有效长度(有效对角线长度)。
表达式9涉及图像拾取光学系统中衍射光学元件的光焦度。
当超过表达式9的下限时，衍射光学元件的光焦度变得太小。结果，很难校正色差。当超过表达式9的上限时，衍射光学元件的光焦度变得太大。因为衍射效率变差了，所以这是不期望的。
表达式10涉及图像拾取光学系统的图像拾取范围与焦距之比。根据一种实施方式的图像拾取光学系统适于具有由表达式10表示的范围之内的长焦距的远摄透镜系统。
根据一种实施方式，在根据具有满足表达式10的焦距的实施方式的图像拾取光学系统中使用满足以上定义条件的衍射光学元件和由特殊局部色散材料构成的透镜是非常有利的。
对于校正色差，如果表达式9定义以下数值范围，则是优选的：
0.05＜f/fdo＜0.25         (9a)
如在以上实施方式中所描述的，衍射光学元件和由特殊局部色散材料构成的透镜适当地在光学系统中提供。因此，可以提供具有出色光学特征并能够减少由于高强度直射光，例如来自视角之外太阳的太阳光，入射到衍射光学元件上造成的光斑并能够充分校正色差的小而轻的图像拾取光学系统。
接下来，将描述根据一种实施方式的衍射光学元件的结构。
衍射光学元件具有与典型玻璃不同的光学特征。换句话说，衍射光学元件具有负色散和特殊局部色散。
更具体而言，阿贝数vd等于-3.45，而局部色散率θgF等于0.296。
通过对折射光学系统应用这些特征，色差可以有效地校正。
通过改变光栅间距，根据一种实施方式的衍射光学元件可以具有非球面效应。
如图7所示，衍射光学元件可以具有两层结构，其中气隙101插入到衍射光栅106和107之间。此外，如图9所示，衍射光学元件可以具有三层结构，其中气隙101插入到衍射光栅106至108之间。此外，如图11所示，衍射光学元件可以具有两层结构，包括具有不同(或相同)光栅厚度的衍射光栅104和105。
图7所示的衍射光学元件由衬底102’上紫外线可固化树脂构成的第一衍射光栅106和衬底102上紫外线可固化树脂构成的第二衍射光栅107构成。
图8说明了图7中所说明的具有两层结构的衍射光学元件中一次衍射光的衍射效率的波长依赖性。如图8所示，所设计次数(例如，第一次)的衍射效率表示所使用的整个波长范围的95％或更多的高的衍射效率。
图9所示的衍射光学元件由衬底102’上紫外线可固化树脂构成的第一衍射光栅106、衬底102上紫外线可固化树脂构成的第二衍射光栅107、以及通过填充第二衍射光栅107构成的层108构成。
图10说明了图9中所说明的具有三层结构的衍射光学元件中一次衍射光的衍射效率的波长依赖性。如图10所示，在被使用的整个波长范围的95％或更多中，所设计次数(例如，第一次)的衍射效率高。
图11所示的衍射光学元件由衬底102上紫外线可固化树脂构成的第一衍射光栅104和第一衍射光栅104上紫外线可固化树脂构成的第二衍射光栅105构成。
图12说明了图11中所说明的具有两层结构的衍射光学元件中一次衍射光的衍射效率的波长依赖性。
如图12所示，在被使用的整个波长范围的95％或更多中，所设计次数(第一次)的衍射效率高。
图7、9和11中所说明的衍射光栅在高度方向被放大，从而以视觉可见的方式显示衍射光栅的结构。衍射光栅的实际高度(深度)大约是几微米到几十微米，从几何学角度看是小到可以忽略的。因此，可以假定具有多层结构的衍射光学元件，如图7、9和11所示的衍射光学元件，具有几何上平的结构。
接下来，将描述各数值例子。
在每个数值例子中，ri表示当从物体侧计数时第i个平面的曲率半径；di表示当从物体侧计数时第i个平面与第(i+1)个平面之间的轴向距离；ndi表示第i个光学元件的材料的d线折射率；而vdi表示d线的阿贝数。
此外，f表示焦距；Fno表示F数；ω表示半场角；AIR表示空气；而himg表示等于有效图像拾取范围一半的值。
根据一种实施方式的衍射光学元件的光栅的相位形状由以下表达式表示：
(h，m)＝(2π/mλ0)·(C1·h2+C2·h4+C3·h6+...)
其中m表示衍射光的衍射次数、λ0表示所设计的波长、h表示与光轴正交的方向的高度，而Ci(i＝1、2、3...)是相位系数。
即使当衍射光学元件是去载光栅时，从几何学观点看，光栅高度也是小到可以忽略的。因此，在各数值例子中，提供衍射光学元件的透镜表面具有相同的曲率半径，且表面间距设成零。
上述表达式和根据各数值例子的各种数字值之间的关系在表1中示出。
第一数值例子
      himg/f    Fno         2ω
      0.028     1∶56       3.2°
  曲率半径ri   表面间距di   折射率nd   象差数vd
  r1r2r3r4r5r6r7r8r9r10r11r12r13r14r15r16r17r18r19r20r21r22r23r24r25r26r27r28r29r30r31r32r33   183.709-1914.310117.091-880.797-370.906168.69386.3113790.41247.56042.322219.20951.566331.125214.624341.84359.457∞(孔径光阑)49.69523.534-269.332125.381-54.22135.909-50.755311.89461.59645.622-184.650248.75637.320-79.415∞∞   d1d2d3d4d5d6d7d8d9d10d11d12d13d14d15d16d17d18d19d20d21d22d23d24d25d26d27d28d29d30d31d32d33   19.77276.47915.4965.2034.0004.40614.6140.4265.50022.9773.60010.00053.0303.2006.96148.59612.6011.3005.0002.2795.5001.3002.7201.30017.0335.5006.8692.9723.50010.69229.1742.00060.000   nd1nd2nd3nd4nd5nd6nd7nd8nd9nd10nd11nd12nd13nd14nd15nd16nd17nd18nd19nd20nd21nd22nd23nd24nd25nd26nd27nd28nd29nd30nd31nd32nd33   1.48749AIR1.43387AIR1.83481AIR1.48749AIR1.48749AIR1.883001.592701.846661.88300AIR1.846661.62004AIR1.717361.75500AIR1.77250AIR1.883001.62004AIR1.846661.67270AIR1.51633AIR   vd1vd2vd3vd4vd5vd6vd7vd8vd9vd10vd11vd12vd13vd14vd15vd16vd17vd18vd19vd20vd21vd22vd23vd24vd25vd26vd27vd28vd29vd30vd31vd32vd33   70.24AIR95.1AIR42.71AIR70.24AIR70.24AIR40.7735.3123.7840.77AIR23.7836.26AIR29.5252.32AIR49.60AIR40.7736.26AIR23.7832.10AIR64.14AIR
(衍射平面→)
C1 -6.00886E-05
C2 -1.33138E-09
C3 -7.51923E-12
第二数值例子
     himg/f    Fno         2ω
     0.028     1∶56       3.2°
  曲率半径ri   表面间距di   折射率nd   象差数vd
  r1r2r3r4r5r6r7r8r9r10r11r12r13r14r15r16r17r18r19r20r21r22r23r24r25r26r27r28r29r30r31   166.160-1163.016177.935988.698-358.277256.77994.821-324.716-1293.34168.21250.302318.22155.71573.930∞(孔径光阑)47.61624.996-295.80980.950-123.35633.183-54.791167.42357.530-47.174-143.031375.41032.317-123.212∞∞   d1d2d3d4d5d6d7d8d9d10d11d12d13d14d15d16d17d18d19d20d21d22d23d24d25d26d27d28d29d30d31   19.49972.2298.2744.3614.0000.15016.03710.00010.7935.30073.7453.2006.04750.36626.7331.3004.1980.1503.2311.3003.5001.30017.0169.1511.4003.3113.50010.79131.1202.00060.000   nd1nd2nd3nd4nd5nd6nd7nd8nd9nd10nd11nd12nd13nd14nd15nd16nd17nd18nd19nd20nd21nd22nd23nd24nd25nd26nd27nd28nd29nd30nd31   1.48749AIR1.48749AIR1.83481AIR1.487491.88300AIR1.43387AIR1.834001.84666AIR1.846661.57501AIR1.721511.72916AIR1.72916AIR1.612931.69680AIR1.846661.69895AIR1.51633AIR   vd1vd2vd3vd4vd5vd6vd7vd8vd9vd10vd11vd12vd13vd14vd15vd16vd17vd18vd19vd20vd21vd22vd23vd24vd25vd26vd27vd28vd29vd30vd31   70.24AIR70.24AIR42.71AIR70.2440.77AIR95.10AIR37.1623.78AIR23.7841.51AIR29.2354.68AIR54.68AIR37.0155.53AIR23.78301279.00AIR64.14AIR
(衍射平面→)
C1 -4.82889E-05
C2 2.90800E-09
C3 -1.47575E-13
第三数值例子
   himg/f    Fno           2ω
   0.028     1∶56         3.2°
  曲率半径ri   表面间距di   折射率nd   象差数vd
  r1r2r3r4r5r6r7r8r9r10r11r12r13r14r15r16r17r18r19r20r21r22r23r24r25r26r27r28r29r30   171.976-1104.531109.519-1124.991-429.096171.17679.41310421.75546.39839.479286.97332.69751.152∞(孔径光阑)74.73528.786-100.204102.007-43.00235.333-61.433432.55072.136-40.769-81.046307.13032.147-369.342∞∞   d1d2d3d4d5d6d7d8d9d10d11d12d13d14d15d16d17d18d19d20d21d22d23d24d25d26d27d28d29d30   20.67863.67815.3901.8964.00027.68814.7950.1905.30054.3113.2003.67572.07610.7181.3004.0427.0893.6161.3002.6351.30022.95810.0001.4001.4393.5009.89733.9272.00060.000   nd1nd2nd3nd4nd5nd6nd7nd8nd9nd10nd11nd12nd13nd14nd15nd16nd17nd18nd19nd20nd21nd22nd23nd24nd25nd26nd27nd28nd29nd30   1.48749AIR1.43387AIR1.83481AIR1.43387AIR1.69680AIR1.883001.84666AIR1.846661.62004AIR1.728251.75500AIR1.88300AIR1.698951.84666AIR1.846661.69895AIR1.51633AIR   vd1vd2vd3vd4vd5vd6vd7vd8vd9vd10vd11vd12vd13vd14vd15vd16vd17vd18vd19vd20vd21vd22vd23vd24vd25vd26vd27vd28vd29vd30   70.24AIR95.10AIR42.71AIR95.10AIR55.53AIR40.7723.78AIR23.7836.26AIR28.4652.32AIR40.77AIR30.1323.78AIR23.7830.13AIR64.14AIR
(衍射平面→)
C1 -1.56689E-04
C2 -4.11408E-09
C3 -1.94261E-10
表1
  条件表述式   第一数值例子   第二数值例子   第三数值例子
  (1)   0.389   0.652   0.233
  (2)   0.537-   0.537-   0.5370.537
  (3)   95.15-   95.15-   95.1595.15
  (4)   0.574-   1.231-   0.3410.400
  (5)   0.494-   0.619-   0.4620.235
  (6)   0.177   0.957   0.129
  (7)   0.090   0.151   0.122
  (8)   0.58   0.58   0.58
  (9)   0.094   0.076   0.246
  (10)   0.028   0.028   0.028
包括根据本发明一种实施方式的图像拾取光学系统的照相机(图像拾取装置)将参考图13描述。
图13是单透镜反射式照相机的主要组件的示意图。图13说明了包括根据一种实施方式的图像拾取光学系统1的图像拾取透镜10。图像拾取光学系统1由作为保持元件的透镜镜筒2保持。照相机主体20包括急回镜3、聚焦屏幕4、五角棱柱5和目镜6。急回镜3向上反射来自图像拾取透镜10的光束。聚焦屏幕4位于图像拾取透镜10的像形成位置。五角棱柱5将在聚焦屏幕4上形成的倒立像转换成直立的像。目镜6由观察者用于观察直立的像。
在感光表面7上设置有固态图像拾取元件(光电变换器)，如电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)或卤化银胶片。当捕捉图像时，急回镜3从光路径缩回，图像由图像拾取透镜10在感光表面7上形成。
根据一种实施方式的图像拾取光学系统适于这种图像拾取装置。
尽管本发明已经参考示例实施方式进行了描述，但应当理解本发明不限于所公开的示例实施方式。以下权利要求的范围是要符合最广泛的解释，从而包含所有修改、等同结构与功能。

Claims (8)

1、一种图像拾取光学系统，包括：
具有正光焦度的第一透镜单元；
孔径光阑；及
第二透镜单元；
其中第一透镜单元、孔径光阑及第二透镜单元从图像拾取光学系统的物体侧向像侧按次序放置，
其中图像拾取光学系统包括比孔径光阑靠近物体放置且位于满足0.1＜do/f＜0.7的位置的衍射光学元件，
其中f表示位于图像拾取光学系统中最靠近物体的透镜的有效直径，而do表示衍射光学元件的有效直径，
其中图像拾取光学系统包括所提供的透镜，该透镜由满足0.5＜θgF＜0.6和75＜vd的材料组成，
其中vd表示阿贝数，而θgF表示局部色散率，及
其中透镜位于满足0.2＜do/a＜1.5的位置，
其中a表示透镜的有效直径。
2、如权利要求1所述的图像拾取光学系统，其中只提供了一个衍射光学元件。
3、如权利要求1所述的图像拾取光学系统，其中满足0.10＜|fa/f|＜0.80，其中fa表示透镜的焦距，而f表示整个图像拾取光学系统的焦距。
4、如权利要求1所述的图像拾取光学系统，其中满足0.10＜|Rdo/Ldo-img|＜1.00，其中Rdo表示设置有衍射光学元件的平面的曲率半径，而Ldo-img表示从衍射光学元件到像平面的距离。
5、如权利要求1所述的图像拾取光学系统，
其中第一透镜单元包括在第一透镜单元中最靠近像的位置提供的具有负光焦度的透镜子单元，该透镜子单元在聚焦过程中运动，及
其中满足0.05＜|fnf/f|＜0.2，其中fnf表示透镜子单元的焦距，而f表示整个图像拾取光学系统的焦距。
6、如权利要求1所述的图像拾取光学系统，其中满足0.4≤TL/f≤0.85，其中Tl表示图像拾取光学系统的整个长度，而f表示整个光学拾取光学系统的焦距。
7、一种照相机，包括：
如权利要求1所述的图像拾取光学系统；及
固态图像拾取元件，配置成接收由图像拾取光学系统形成的图像。
8、如权利要求7所述的照相机，其中满足0.03＜f/fdo＜0.30且满足0.02≤himg/f≤0.06，其中fdo表示衍射光学元件的焦距，f表示整个图像拾取光学系统的焦距，而2·himg等于固态图像拾取元件的有效对角线长度。
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