光学系统和具有其的光学装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种光学系统和一种配备该光学系统的光学设备。
【背景技术】
[0002] 近年来，在相机等等中使用的光学系统中，存在根据正在放大的视角和正在放大 的开口（aperture)而增大最物体侧透镜组的尺寸的趋势。由于这种趋势，透镜的有效光通 量之外的光入射在最物体侧透镜上，并且使光学性能劣化，并且因此已经提出一种采取任 何措施以避免这种情况的光学系统。例如，应参考日本专利申请公开No. 2001-296465。
[0003] 现有技术文献
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1 :日本专利申请公开No. 2001-296465
【发明内容】
[0006] 本发明将解决的问题
[0007] 在其中所述光学系统中的最物体侧透镜组具有正屈光力的情况下，光学系统的有 效光通量之外（超过最大视角）的光入射在所述具有正屈光力的透镜组上，并且集中在该 正透镜组的焦点位置（场曲面）上，所以位于该位置处的任何构件都被加热变形并且劣化， 由此导致光学性能劣化。
[0008] 考虑到上述问题做出本发明，并且本发明的目标在于提供一种光学系统和一种配 备该光学系统的光学设备，该光学系统能够降低光学系统的有效光通量之外（超过最大视 角）的光，该光集中在具有正屈光力的最物体侧透镜组的焦点位置上，由此降低在具有正 屈光力的透镜组的焦点附近的构件产生的热，所以可能防止该构件变形和劣化，因而降低 对成像性能的影响。
[0009] 解决问题的措施
[0010] 为了解决该问题，本发明提供一种光学系统，包括：第一透镜组，其被设置在最物 体侧处，并且具有正屈光力；光阑构件，其被设置在第一透镜组的像侧处；和第二透镜组， 其被设置在光阑构件的像侧处；并且满足下列条件表达式：
[0011] 0. 20<ds/f K0. 60
[0012] 1.0〇x(p2 < (ps < 0.8χφ1 (单位：mm)
[0013] 其中ds表示沿光轴，在第一透镜组中的最像侧透镜的透镜表面和孔径光阑之间 的距离，Π 表示第一透镜组的焦距，φ?表示第一透镜组中的最像侧透镜的外径，φ2表示第 二透镜组中的最物体侧透镜的外径，并且表示光阑构件的开口的直径。
[0014] 此外，本发明提供一种配备该光学系统的光学设备。
[0015] 本发明的效果
[0016] 根据本发明，可能提供一种光学系统和一种配备该光学系统的光学设备，该光学 系统能够降低光学系统的有效光通量之外（超过最大视角）的光，该光集中在具有正屈光 力的最物体侧透镜组的焦点位置上，由此能够降低在焦点附近的构件产生的热，所以可能 防止该构件变形和劣化，因而降低对成像性能的影响。
【附图说明】
[0017] 图1A、1B和IC是分别示出根据本申请的第一实例的光学系统的广角端状态、中间 焦距状态和远摄端状态的截面图。
[0018] 图2A、2B和2C是分别示出根据本申请的第二实例的光学系统的广角端状态、中间 焦距状态和远摄端状态的截面图。
[0019] 图3A、3B和3C是分别示出根据本申请的第三实例的光学系统的广角端状态、中间 焦距状态和远摄端状态的截面图。
[0020] 图4A、4B和4C是分别示出根据本申请的第四实例的光学系统的广角端状态、中间 焦距状态和远摄端状态的截面图。
[0021] 图5是示出在其上安装有根据本申请的每个实例的光学系统的光学设备的构造 的视图。
[0022] 图6是示出根据本申请的每个实例的光学系统的镜筒实例的横截面图。
【具体实施方式】
[0023] 下文所述的实施例是为了使得易于理解本发明，无意避免或排除能够在本申请的 发明的技术理念不与其偏离的范围内实践的任何添加或替换。
[0024] 本申请的光学系统的特征在于，包括：第一透镜组，其被设置在最物体侧，并且具 有正屈光力；光阑构件，其被设置在第一透镜组的像侧处；和第二透镜组，其被设置在光阑 构件的像侧处。由于这种构造，通过光阑构件降低沿具有正屈光力的第一透镜组的场曲率 表面集中在焦点位置上，并且在有效光通量之外（超过最大视角）的光，以便降低在焦点位 置附近的任何构件产生的热，由此防止该构件变形和劣化。因而能够降低对成像性能的影 响。
[0025] 根据本申请的光学系统的特征在于，具有其中满足下列条件表达式（1)和（2)的 状态：
[0026] 0. 20<ds/f K0. 60 (1)
[0027] 1.0()χφ2 < (ps < 0.8χφ1 (2)(单位：mm)
[0028] 其中ds表示沿光轴，在第一透镜组中的最像侧透镜的透镜表面和孔径光阑之间 的距离，Π 表示第一透镜组的焦距，φ?表示第一透镜组中的最像侧透镜的外径，φ2表示第 二透镜组中的最物体侧透镜的外径，并且cP s表示光阑构件的开口的直径。
[0029] 条件表达式（1)定义了光轴上的光阑构件的最佳位置与第一透镜组的焦距的关 系。在满足条件表达式（1)时，本申请的光学系统能够降低有效光通量之外（超过最大视 角）的光，该光集中在具有正屈光力的第一透镜组的焦点位置上，以便降低在焦点附近的 构件产生的热，由此也能够降低该构件变形和劣化，因而降低对成像性能的影响。
[0030] 当条件表达式（1)的值ds/n等于或低于下限时，就不可能降低有效光通量之外 (超过最大视角）的光，该光集中在具有正屈光力的第一透镜组的焦点位置上，并且难以降 低对成像性能的影响。这是不优选的。
[0031] 另一方面，当条件表达式（1)的值ds/fl等于或超过上限时，光阑构件的端部处于 有效光通量中，并且阻碍有效光通量通过，并且因此影响成像性能，所以不优选。此外，光线 集中在光阑构件的端部上，所以光阑构件产生热，由此影响成像性能。这是不优选的。
[0032] 表达式（2)定义了光阑构件的适当开口直径与第一透镜组和第二透镜组的外径 的关系。在满足条件表达式（2)时，降低了有效光通量之外（超过最大视角）的光，该光集 中在具有正屈光力的透镜组的焦点位置上，由此降低在焦点附近的构件产生的热，由此降 低该构件变形和劣化，并且因而降低对成像性能的影响。
[0033] 当条件表达式（2)的值(RS等于或低于下限时，光阑构件的端部处于光学系统的有 效光通量中从而遮挡光线，因而影响成像性能。这是不期望的。此外，光线集中在光阑构件 的端部上，所以光阑构件被加热，由此影响光学性能。这是不期望的。
[0034] 另一方面，条件表达式（2)的值q>s等于或超过上限时，不可能降低有效光通量之 外（超过最大视角）的丰富的光，该光集中在具有正屈光力的第一透镜组的焦点位置上，因 此难以降低对成像性能的影响。这是不期望的。
[0035] 此外，在本申请的光学系统中，期望光阑构件的开口直径大于在沿光轴的光阑位 置中的光学系统的有效直径。
[0036] 在本申请的光学系统中，光阑构件的开口直径大于在沿光轴的光阑位置中的光学 系统的有效直径。因而，不影响光通量地降低集中在具有正屈光力的第一透镜组的焦点位 置上的有效光通量之外（超过最大视角）的光，以便降低焦点位置附近的构件产生的热，由 此降低该构件的变形和劣化，并且因而降低对成像性能的影响。在其中光阑构件的开口直 径不大于有效直径的情况下，光线易于入射到光阑构件，因此被反射，并且作为光斑到达成 像区域，所以成像性能劣化。这是不优选的。
[0037] 在本申请的光学系统中，期望光学系统能够改变放大率，并且在从广角端状态至 远摄端状态地改变放大率时，第一透镜组和第二透镜组之间的距离变化。通过这种构造，本 申请的光学系统能够实现具有优秀成像性能的可变放大率光学系统。
[0038] 在本申请的光学系统中，期望光学系统能够改变放大率，并且在从广角端状态至 远摄端状态地改变放大率时，第一透镜组和光阑之间的距离变化。通过这种构造，本申请的 光学系统能够降低集中在具有正屈光力的透镜组的焦点位置上的有效光通量之外（超过 最大视角）的光，而不影响有效光通量，所以在其中焦点位置附近的构件易于发热的状态 下，也就是说在其中第一透镜组和第二透镜组彼此间隔隔开的状态下，可能实现其中发热 最少的状态，由此降低构件的变形以及劣化，并且因而可能降低对成像性能的影响。
[0039] 在本申请的光学系统中，期望光学系统能够改变放大率，并且在从广角端状态至 远摄端状态地改变放大率时，第二透镜组和光阑之间的距离变化。通过这种构造，本申请的 光学系统能够降低集中在具有正屈光力的透镜组的焦点位置上的有效光通量之外（超过 最大视角）的光，而不影响有效光通量，所以在其中焦点位置附近的构件易于发热的状态 下，也就是说在其中第一透镜组和第二透镜组彼此间隔隔开的状态下，可能实现其中发热 最少的状态，由此降低构件的变形以及劣化，并且因而可能降低对成像性能的影响。
[0040] 在本申请的光学系统中，期望光学系统能够改变放大率，并且光学系统包括移动 机构，从而在从广角端状态至远摄端状态地改变放大率时，使光阑构件沿光轴移动。通过 这种构造，本申请的光学系统允许将光阑构件设置在可变放大率光学系统中的最佳位置 处，以便光学系统能够降低集中在具有正屈光力的透镜组的焦点位置上的有效光通量之外 (超过最大视角）的光，并且降低焦点位置附近的构件产生的热，由此降低该构件的变形和 劣化，并且因而可能实现一种其中降低对成像性能的影响的可变放大率光学系统。
[0041] 在本申请的光学系统中，优选地，光阑构件在其表面上具有防反射构件。通过这种 构造，本申请的光学系统能够降低下列光线产生的光斑，该光线在有效光通量之外（超过 最大视角），入射到光阑构件的表面，并且由此反射，并且被镜筒的内部表面反复反射，并且 到达像平面，以便降低对成像性能的影响。
[0042] 在本申请的光学系统中，期望光阑构件光轴侧端部的在光轴方向中的位置比光阑 构件镜筒侧端部的在光轴方向中的位置更靠近像侧。通过这种构造，本申请的光学系统能 够防止设置在镜筒内的各种构件与光阑构件的端部彼此干扰，以便将光阑构件设置在最佳 位置处。因而，本申请的光学系统能够降低集中在具有正屈光力的透镜组的焦点位置上的 有效光通量之外（超过最大视角）的光，而不影响有效光通量，以便降低焦点位置附近的构 件产生的热，由此降低该构件的变形和劣化，并且因而降低对成像性能的影响。
[0043] 本申请的光学设备的特征在于包括具有上述构造的光学系统。通过这种构造，能 够降低集中在具有正屈光力的透镜的焦点位置上的有效光通量之外（超过最大视角）的 光，由此降低