本公开涉及成像装置和电子装置，并且尤其涉及使用远摄透镜和弯曲传感器的成像装置和电子装置。
背景技术：
近年来，使用诸如ccd和cmos的成像元件的数字成像装置显著进步，并且尤其对于安装在移动装置、pc等上的成像装置，强烈需要高分辨率、低成本和小型化。
另一方面，在高端成像装置中，为了优于成本降低来增强性能，存在使待安装成像元件的尺寸增加的趋势。
例如，专利文献1公开了其中将常规的大成像元件和远摄透镜相结合的常规配置，但是代表无限远处的远摄透镜亮度的fno(值越小，越亮；值越大，越暗)大约是8，使得远摄透镜不亮并且分辨率差。另外，由于远摄透镜具有其中组装了四个单个透镜的透镜配置，因此其中的机构变得复杂。
同时，在与供消费者使用的成像元件中的具有最大类尺寸的645尺寸的成像元件兼容的远摄透镜当中，最亮的一个具有五组五个透镜元件的透镜配置，并且用380mm的焦距实现了fno3.8(例如，vixen有限公司的vsd100f3.8)。下文中，这被称为第一现有透镜。
除了以上之外，到2015年为止可商购到与用300mm的焦距实现fno4.5的645尺寸的成像元件兼容的透镜，该透镜具有六组九个透镜元件的透镜配置。下文中，这被称为第二现有透镜。
引用列表
专利文献
专利文献1：日本专利申请特许公开no.11-264931
技术实现要素：
本发明要解决的问题
如上所述，目前存在与645尺寸的成像元件兼容的远摄透镜，但是fno的值大，也就是说，这不是光学上的亮并且具有复杂的透镜配置。
本公开是鉴于这样的情况来实现的，并且本公开的目的是提出一种成像装置，该成像装置设置有具有供消费者使用的具有最大类尺寸的成像元件和在光学上较亮并且具有较简单透镜配置的单焦透镜。
问题的解决方案
根据本公开的第一方面的一种成像装置设置有：单焦透镜，其从物侧起依次包括具有正光焦度的第一透镜组、孔径光阑和具有正光焦度的第二透镜组；以及成像元件，其凹面朝向所述物侧弯曲，所述成像元件根据通过所述单焦透镜收集到的入射光来生成图像信号。
所述第一透镜组和所述第二透镜组中的每个都可通过粘附多个透镜而获得。
在形成第一透镜组的多个透镜之中，最接近物的透镜可以是在物体侧具有凸面形状的负弯月形透镜。
在形成第二透镜组的多个透镜之中，最接近物的透镜可具有双凸面形状。
所述第一透镜组的焦距fg1可满足以下表达式
1≤fg1/f≤5，并且
所述第二透镜组的焦距fg2可满足以下表达式
0.5≤fg2/f≤1.1。
本文中，f代表整个单焦透镜的焦距。
根据本公开的第一方面的成像装置还可设置有校正单元，所述校正单元对由所述成像元件生成的图像信号执行失真校正处理。
根据本公开的第二方面的电子装置是这种电子装置，包括成像单元，其中，所述成像单元设置有：单焦透镜，其从物侧起依次包括具有正光焦度的第一透镜组、孔径光阑和具有正光焦度的第二透镜组；以及成像元件，其凹面朝向所述物侧弯曲，所述成像元件根据通过所述单焦透镜收集到的入射光来生成图像信号。
在本公开的第一方面和第二方面中，通过包括从物侧起依次具有正光焦度的第一透镜组、孔径光阑和具有正光焦度的第二透镜组的单焦透镜收集到的入射光被入射到凹面朝向物侧弯曲的成像元件上，并且生成图像信号。
本发明的效果
根据本公开的一个方面，能够提出设置有在光学上亮并且具有简单透镜配置的单焦透镜的成像装置和电子装置。
附图说明
图1是例示了作为第一实施例的成像装置10的配置示例的视图。
图2是例示了与单焦透镜11对应的各种像差的视图。
图3是例示了与单焦透镜11对应的图像高度和视觉敏感度的mtf之间关系的视图。
图4是例示了作为第二实施例的成像装置20的配置示例的视图。
图5是例示了与单焦透镜21对应的各种像差的视图。
图6是例示了与单焦透镜21对应的图像高度和视觉敏感度的mtf之间关系的视图。
图7是例示了作为第三实施例的成像装置30的配置示例的视图。
图8是例示了与单焦透镜31对应的各种像差的视图。
图9是例示了与单焦透镜31对应的图像高度和视觉敏感度的mtf之间关系的视图。
图10是例示了作为第四实施例的成像装置40的配置示例的视图。
图11是例示了与单焦透镜41对应的各种像差的视图。
图12是例示了与单焦透镜41对应的图像高度和视觉敏感度的mtf之间关系的视图。
图13是例示了成像装置50的配置示例的视图。
图14是例示了与单焦透镜51对应的各种像差的视图。
图15是例示了与单焦透镜51对应的图像高度和视觉敏感度的mtf之间关系的视图。
具体实施方式
下文中，参照附图详细描述了用于执行本公开的最佳模式(下文中被称为实施例)。
<1.第一实施例>
图1例示了作为本公开的第一实施例的成像装置10的配置示例。
应用于望远镜、数字相机等的成像装置10包括具有两组四个透镜元件的透镜配置的单焦透镜11和布置在图像形成表面上的成像元件15。
图2例示了与成像装置10的单焦透镜11对应的各种像差。图3例示了与成像装置10的单焦透镜11对应的图像高度和调制传递函数(mtf)之间的关系。
单焦透镜11从物侧起依次包括具有正光焦度的第一透镜组12、孔径光阑13和具有正光焦度的第二透镜组14。
通过从物侧起依次将在物侧具有凸面形状的负弯月形第一透镜12-1粘附于第二透镜12-2而获得的第一透镜组12用作消色差双合透镜。在第一透镜12-1和第二透镜12-2之间，除了树脂或玻璃的防护玻璃、红外截止滤波器、低通滤波器等之外，还可布置光学构件。
第一透镜组12的焦距fg1被设计成满足以下表达式(1)。
1≤fg1/f≤5...(1)
本文中，f代表整个单焦透镜11的焦距。
通过从物侧起依次将具有双凸面形状的第一透镜14-1粘附于第二透镜12-2而获得的第二透镜组12具有通过跨孔径光阑13将第一透镜组12颠倒而获得的形状。第二透镜组14用于通过与第一透镜组12的对称布置的效应来校正诸如离轴彗差和像散的非对称像差。
第二透镜组14的焦距fg2被设计成满足以下表达式(2)。
0.5≤fg2/f≤1.1...(2)
本文中，f代表整个单焦透镜11的焦距。
同时，当fg1/f变得大于上限阈值时，光焦度变大，并且第二透镜组14的光焦度在整个光焦度分布关系中变小，并且失去了(随后将描述的)成像元件15的轴外曲率效应，使得表达式(1)的上限阈值(＝5)被设置成禁止图像表面与弯曲形状误对准。当fg1/f变得小于下限阈值时，由第一透镜组12进行的色差校正变得困难，使得表达式(1)的下限阈值(＝1)被设置成禁止这一点。
另外，当fg1/f变得大于上限阈值时，由于成像元件15弯曲，因此如果第二透镜组14的光焦度变小，则失去了轴外曲率效应，使得表达式(2)的上限阈值(＝1.1)被设置成静止图像表面与弯曲形状误对准。当fg1/f变得小于下限阈值时，第二透镜组14的光焦度变大，并且即使试图通过其他光学系统的动作来校正像差，也无法完全去除球面像差，使得表达式(2)的下限阈值(＝0.5)被设置成禁止这一点。
包括cmos等的成像元件15具有供消费者使用的最大类尺寸(例如，645尺寸)，并且以其凹面面对物侧的方式弯曲，以便减轻主光线入射角。结果，这用于校正布置在前一级上的单焦透镜11的像面曲率。
也就是说，与没有弯曲相同尺寸的平面成像元件相比，弯曲成像元件15具有不同的佩兹伐曲率(petzvalsum)最佳值，并且具有与平面成像元件被用作最佳系统的情况下的光学系统不同的光学系统。具体地，具有的焦距与整个焦距基本相近的第二透镜组14校正轴上的各种像差，并且弯曲的成像元件15校正图像表面曲率像差，使得也基本上禁止了离轴各种像差。然后，通过第一透镜组12校正不能消除的其余各种像差。
然而，也能够对来自成像元件15的输出执行失真校正。
下文中，描述了在被设计成使得fg1/f＝2.00以便满足表达式(1)并且fg2/f＝0.67以便满足表达式(2)的情况下的具体数值。
单焦透镜11的透镜配置数据如下。
单焦透镜11的配置数据如下。
f(焦距)＝387mm
f(数值孔径)＝2.8
ω(半视场角)＝5.0度
h(总透镜长度)＝679mm
根据上述数值制造的单焦透镜11可在确保与第一现有透镜等同的视场角的同时，用两组四个透镜元件的较简单透镜配置来实现较亮的fno2.8。此外，可获得高mtf。
另外，由于单焦透镜11使得成像元件15的弯曲形状在满足645尺寸的有效图像圆的同时具有250mm的球面半径，因此这可用作可互换透镜。
<2.第二实施例>
接下来，图4例示了作为本公开的第二实施例的成像装置20的配置示例。
应用于望远镜、数字相机等的成像装置20包括具有两组五个透镜元件的透镜配置的单焦透镜21和与上述成像装置的成像元件10相同的成像元件15。
图5例示了与成像装置20的单焦透镜21对应的各种像差。图6例示了与成像装置20的单焦透镜21对应的图像高度和视觉敏感度的mtf之间的关系。
单焦透镜21从物侧起依次包括具有正光焦度的第一透镜组22、孔径光阑23和具有正光焦度的第二透镜组24。
通过将在物侧具有凸面形状的负弯月形第一透镜22-1粘附于具有双凸面形状的第二透镜22-2而获得的第一透镜组22用作消色差双合透镜。在第一透镜22-1和第二透镜22-2之间，除了树脂或玻璃的防护玻璃、红外截止滤波器、低通滤波器等之外，还可布置光学构件。
同时，第一透镜组22的焦距fg1也被设计成满足上述的表达式(1)。
第二透镜组24具有通过将第一透镜24-1、第二透镜24-2和第三透镜24-3彼此粘附而获得的三重配置。当将第二透镜24-2和第三透镜24-3视为一个块时，第二透镜组24具有通过跨孔径光阑23将第一透镜组22颠倒而获得的形状，并且用于通过第一透镜组22和第二透镜组24的对称布置效果来校正诸如离轴彗差和像散的非对称像差。另外，被视为一个块的第二透镜24-2和第三透镜24-3进一步校正色差和离轴像差，并且可获得比图1中的第二透镜组14的像差校正效果高的像差校正效果。
同时，第二透镜组24的焦距fg2也被设计成满足上述的表达式(2)。
成像元件15用于校正布置在前一级上的单焦透镜21的像面曲率。也就是说，与没有弯曲相同尺寸的平面成像元件相比，弯曲成像元件15具有不同的佩兹伐曲率最佳值，并且具有与平面成像元件被用作最佳系统的情况下的光学系统不同的光学系统。具体地，焦距与整个焦距基本相近的第二透镜组24校正轴上的各种像差，并且弯曲的成像元件15校正图像表面曲率像差，使得也基本上禁止了离轴各种像差。然后，通过第一透镜组22校正不能消除的其余各种像差。
然而，也能够对来自成像元件15的输出执行失真校正。
下文中，描述了在被设计成使得fg1/f＝2.13以便满足表达式(1)并且fg2/f＝0.74以便满足表达式(2)的情况下的具体数值。
单焦透镜21的透镜配置数据如下。
单焦透镜21的配置数据如下。
f(焦距)＝323mm
f(数值孔径)＝2.8
ω(半视场角)＝6.0度
h(总透镜长度)＝576mm
根据上述数值制造的单焦透镜21可在确保与第二现有透镜等同的视场角的同时，用两组五个透镜元件的较简单透镜配置来实现较亮的fno2.8。此外，可获得高mtf。
另外，由于单焦透镜21使得成像元件15的弯曲形状在满足645尺寸的有效图像圆的同时具有250mm的球面半径，因此这可用作可互换透镜。
<3.第三实施例>
接下来，图7例示了作为本公开的第三实施例的成像装置30的配置示例。
应用于望远镜、数字相机等的成像装置30包括具有两组五个透镜元件的透镜配置的单焦透镜31和与上述成像装置的成像元件10相同的成像元件15。
图8例示了与成像装置30的单焦透镜31对应的各种像差。图9例示了与成像装置30的单焦透镜31对应的图像高度和视觉敏感度的mtf之间的关系。
单焦透镜31从物侧起依次包括具有正光焦度的第一透镜组32、孔径光阑33和具有正光焦度的第二透镜组34。
第一透镜组32具有通过将从物侧起依次粘附在物侧具有凸面形状的负弯月第一透镜32-1、在物侧具有凸面形状的正弯月第二透镜32-2和在物侧具有双凸面形状的正弯月第三透镜32-3相互粘附而获得的三重配置。使第一透镜组32整体上接近逆焦型，这对于广角是有利的。
同时，第一透镜组32的焦距fg1也被设计成满足上述的表达式(1)。
使第二透镜组34与第一透镜组32跨孔径光阑33而伪对称。第二透镜组34的焦距fg2也被设计成满足上述的表达式(2)。
结果，单焦透镜31具有比上述的成像装置10的单焦透镜11和成像装置20的单焦透镜21的视场角宽的视场角，并且具有中距远摄焦距。另外，由于各自接近逆焦型的第一透镜组32和第二透镜组34的伪对称布置的效果，导致这用于校正诸如离轴彗差和像散的非对称像差。
成像元件15用于校正布置在前一级上的单焦透镜31的像面曲率。也就是说，与没有弯曲相同尺寸的平面成像元件相比，弯曲成像元件15具有不同的佩兹伐曲率最佳值，并且具有与平面成像元件被用作最佳系统的情况下的光学系统不同的光学系统。具体地，焦距与整个焦距基本相近的第二透镜组34校正轴上的各种像差，并且弯曲的成像元件15校正图像表面曲率像差，使得也基本上禁止了离轴各种像差。然后，通过第一透镜组32校正不能消除的其余各种像差。
然而，也能够对来自成像元件15的输出执行失真校正。
下文中，描述了在被设计成使得fg1/f＝1.84以便满足表达式(1)并且fg2/f＝1.09以便满足表达式(2)的情况下的具体数值。
单焦透镜31的透镜配置数据如下。
单焦透镜31的配置数据如下。
f(焦距)＝258mm
f(数值孔径)＝2.8
ω(半视场角)＝7.5度
h(总透镜长度)＝380mm
根据上述数值制造的单焦透镜31可在确保15度视场角的同时，用两组五个透镜元件的较简单透镜配置来实现较亮的fno2.8。
另外，由于单焦透镜31使得成像元件15的弯曲形状在满足645尺寸的有效图像圆的同时具有250mm的球面半径，因此这可用作可互换透镜。
<4.第四实施例>
接下来，图10例示了作为本公开的第四实施例的成像装置40的配置示例。
应用于望远镜、数字相机等的成像装置40包括具有两组六个透镜元件的透镜配置的单焦透镜41和与上述成像装置10的成像元件相同的成像元件15。
图11例示了与成像装置40的单焦透镜41对应的各种像差。图12例示了与成像装置40的单焦透镜41对应的图像高度和视觉敏感度的mtf之间的关系。
单焦透镜41从物侧起依次包括具有正光焦度的第一透镜组42、孔径光阑43和具有正光焦度的第二透镜组44。
通过从物侧起依次将第一透镜42-1至第三透镜42-3粘附而获得的第一透镜组42具有整体上在物侧具有凸面形状的正弯月三重配置，并且使第一透镜组42接近对于广角而言有利的逆焦型。同时，第一透镜组32的焦距fg1也被设计成满足上述的表达式(1)。
使第二透镜组44具有整体上具有双凸面形状的三重配置，并且使第二透镜组44与第一透镜组42跨孔径光阑43而伪对称。第二透镜组44的焦距fg2也被设计成满足上述的表达式(2)。
结果，单焦透镜41具有比上述的成像装置10的单焦透镜11和成像装置20的单焦透镜21的视场角宽的视场角，并且具有中等远摄焦距。另外，由于各自接近逆焦型的第一透镜组42和第二透镜组44的伪对称布置的效果，导致这用于校正诸如离轴彗差和像散的非对称像差。
成像元件15用于校正布置在前一级上的单焦透镜41的像面曲率。也就是说，与没有弯曲相同尺寸的平面成像元件相比，弯曲成像元件15具有不同的佩兹伐曲率最佳值，并且具有与平面成像元件被用作最佳系统的情况下的光学系统不同的光学系统。具体地，焦距与整个焦距基本相近的第二透镜组44校正轴上的各种像差，并且弯曲的成像元件15校正图像表面曲率像差，使得也基本上禁止了离轴各种像差。然后，通过第一透镜组42校正不能消除的其余各种像差。
然而，也能够对来自成像元件15的输出执行失真校正。
下文中，描述了在被设计成使得fg1/f＝2.35以便满足表达式(1)并且fg2/f＝0.99以便满足表达式(2)的情况下的具体数值。
单焦透镜41的透镜配置数据如下。
单焦透镜41的配置数据如下。
f(焦距)＝258mm
f(数值孔径)＝2.8
ω(半视场角)＝12度
h(总透镜长度)＝165mm
根据上述数值制造的单焦透镜41可在确保24度视场角的同时，用两组六个透镜元件的较简单透镜配置来实现较亮的fno2.8。
另外，由于单焦透镜41使得成像元件1的弯曲形状在满足645尺寸的有效图像圆的同时具有250mm的球面半径，因此这可用作可互换透镜。
<5.与本公开的实施例类似的配置示例>
接下来，图13例示了与本公开的实施例类似的成像装置50的配置示例。
成像装置50包括通常称为标准透镜的所谓的双高斯单焦透镜51和布置在图像形成表面上的成像元件15。
图14例示了与成像装置50的单焦透镜51对应的各种像差。图15例示了与成像装置50的单焦透镜51对应的图像高度和视觉敏感度的mtf之间的关系。
单焦透镜51包括五个透镜51-1至51-5。
包括cmos等的成像元件15具有供消费者使用的最大类尺寸(例如，645尺寸)，并且以其凹面面对物侧的方式弯曲，以便减轻主光线入射角。结果，这用于校正布置在前一级上的单焦透镜51的像面曲率。
也就是说，与没有弯曲相同尺寸的平面成像元件相比，弯曲成像元件15具有不同的佩兹伐曲率最佳值，并且具有与平面成像元件被用作最佳系统的情况下的光学系统不同的光学系统。
同时，与上述单焦透镜11至41不同，单焦透镜51不包括两个透镜组，从而省略对透镜配置数据的详细描述。
单焦透镜51的配置数据如下。
f(焦距)＝84mm
f(数值孔径)＝2.89
ω(半视场角)＝22.5度
h(总透镜长度)＝123mm
单焦透镜51可在确保45度的标准视场角的同时，用简单的五透镜配置来实现较亮的fno2.89。另外，由于单焦透镜51也使得成像元件15的弯曲形状在满足645尺寸的有效图像圆的同时具有250mm的球面半径，因此这可用作可互换透镜。
发明内容
根据上述的第一实施例至第四实施例，能够通过采用具有最大类尺寸的645尺寸的成像元件作为供消费者使用的数字成像元件来实现较亮并且具有高分辨率的成像装置10至40。
因此，成像装置10至40对于诸如曝光时间长且重影影响图像的天文观察的应用而言是有利的。
另外，形成成像装置10至40的单焦透镜11至41中的每个包括两个透镜组，使得透镜配置简单，并且透镜只具有与空气接触的四个表面使得能抑制重影发生是充分的。
另外，在关注单焦透镜11至41的情况下，能够实现能够与弯曲成像元件15兼容的具有不同视场角的多个远摄透镜和中距场焦可互换透镜。此外，也可实现具有标准视场角的成像透镜。
同时，本公开的实施例不限于上述实施例，并且可在不脱离本公开的主旨的情况下进行各种修改。
本公开还可具有以下配置。
(1)一种成像装置，设置有：
单焦透镜，其从物侧起依次包括具有正光焦度的第一透镜组、孔径光阑和具有正光焦度的第二透镜组；以及
成像元件，其凹面朝向所述物侧弯曲，所述成像元件根据通过所述单焦透镜收集到的入射光来生成图像信号。
(2)根据上述(1)所述的成像装置，其中，所述第一透镜组和所述第二透镜组中的每个都通过粘附多个透镜而形成。
(3)根据上述(1)至(2)中的任一项所述的成像装置，其中，形成所述第一透镜组的多个透镜之中的最接近物的透镜是在所述物侧具有凸面形状的负弯月透镜。
(4)根据上述(1)至(3)中的任一项所述的成像装置，其中，形成所述第二透镜组的多个透镜之中的最接近物的透镜具有双凸面形状。
(5)根据上述(1)至(4)中的任一项所述的成像装置，
其中，所述第一透镜组的焦距fg1满足以下表达式
1≤fg1/f≤5，并且
所述第二透镜组的焦距fg2满足以下表达式
0.5≤fg2/f≤1.1，
其中，f代表整个单焦透镜的焦距。
(6)根据上述(1)至(5)中的任一项所述的成像装置，还设置有：
校正单元，其对由所述成像元件生成的图像信号执行失真校正处理。
(7)一种设置有成像单元的电子装置，其中，所述成像单元设置有：
单焦透镜，其从物侧起依次包括具有正光焦度的第一透镜组、孔径光阑和具有正光焦度的第二透镜组；以及
成像元件，其凹面朝向所述物侧弯曲，所述成像元件根据通过所述单焦透镜收集到的入射光来生成图像信号。
参考符号列表
10成像装置
11单焦透镜
12第一透镜组
13孔径光阑
14第二透镜组
15成像元件
20成像装置
21单焦透镜
22第一透镜组
23孔径光阑
24第二透镜组
30成像装置
31单焦透镜
32第一透镜组
33孔径光阑
34第二透镜组
40成像装置
41单焦透镜
42第一透镜组
43孔径光阑
44第二透镜组
50成像装置
51单焦透镜。