光学系统、光学装置和制造光学系统的方法_2

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增加了第二透镜L2的像侧表面的曲率半径,因此,校正负畸变 变得困难。此外,第三透镜L3的物体侧表面的曲率半径变得过小。这增加了向内彗差,因 此,校正第三透镜L3和设置在第三透镜L3后的透镜中的彗差变得困难。
[0077] 为确保本实施例的效果,优选条件式(1)的下限值为8. 2。
[0078] 在根据本实施例的光学系统WL中,优选第一透镜L1为具有面向像的凹表面的负 弯月透镜。通过该构造,能良好地校正畸变和彗差。
[0079] 在根据该实施例的光学系统WL中,优选第三透镜L3具有正屈光力。通过该构造, 能良好地校正彗差。
[0080] 在根据该实施例的光学系统WL中,优选设置为离像最近的透镜的像侧表面(在图 1的情况下,第七透镜L7的像侧表面ml3)为非球面。通过该构造,远轴光线通过远离光轴 的部分的表面变为非球面,因此,能良好地校正包括场曲和像散的镜头系统的像差。
[0081] 在根据本实施例的光学系统WL中,优选第一透镜、第二透镜和第三透镜均是球面 透镜。通过该构造,能以低成本制造镜筒,同时抑制畸变和彗差的变化。
[0082] 在根据该实施例的光学系统WL中,优选满足下述条件式(2)。
[0083] 0. 75<{(-fl)/d}/f<l. 20(2)
[0084] 其中,fl表示第一透镜L1的焦距,以及d表示从第一透镜L1的物体侧表面到位 于离像最近的透镜的像侧表面的光轴上的距离。
[0085]条件式(2)规定第一透镜L1的焦距和从第一透镜L1的物体侧表面到位于离像最 近的透镜的像侧表面的光轴上的长度。通过满足条件式(2),能良好地校正彗差和畸变,并 且即使光学系统的尺寸小,也能获得平的像平面。
[0086] 如果未达到条件式(2)的下限值,第一透镜L1的屈光力的绝对值变得过高。这允 许相对于从第一透镜L1的物体侧表面到位于离像最近的透镜的像侧表面的光轴的长度, 减小光轴上第一透镜L1和第二透镜L2的长度,有利于小型化,但在第一透镜L1和第二透 镜L2中生成的彗差和畸变变得过大,使得难以校正镜头系统中的像差。
[0087] 如果超出条件式(2)的上限值,第一透镜L1的屈光力的绝对值变得过小。因此, 相对于从第一透镜L1的物体侧表面到位于离像最近的透镜的像侧表面的光轴上的长度, 光轴上第一透镜L1和第二透镜L2的长度变得过长。因此,不能充分地保证设置在光轴上 的第三透镜L3的像侧上的透镜的长度,使得难以校正彗差。此外,petzval和变得过大,使 得难以获得平的像平面。
[0088] 为确保本实施例的效果,优选条件式(2)的下限值为0.78。为最大程度确保本实 施例的效果,优选条件式(2)的下限值为0.82。
[0089] 为确保本实施例的效果,优选条件式(2)的上限值为1. 07。为最大程度确保本实 施例的效果,优选条件式(2)的上限值为0.94。
[0090] 根据具有本实施例的上述实施例光学系统WL,能实现当不使用相机时,使镜筒缩 回到相机中,但仍然具有小型、广角、亮度和高光学性能的光学系统。此外,通过最小化缩回 状态中的镜筒的厚度,能实现更薄相机。
[0091] 图7和图8示出作为包括上述光学系统WL的光学装置的数码相机CAM(光学装置) 的构造。在数码相机CAM中,如果按下电源按钮(未示出),打开像捕捉镜头(光学系统WL) 的快门(未示出),以及由光学系统WL采集来自物体的光,并且在设置在像平面I(见图1) 上的成像元件C(例如CCD,CMOS)上形成像。在成像元件C上形成的物体像显示在设置在 数码相机CAM的背面上的液晶监视器M上。用户在查看液晶监视器M的同时,确定构图,然 后按下释放按钮B1来使用成像元件C拍摄物体像,并且将该像记录和存储在存储器(未示 出)中。
[0092] 在相机CAM中,设置当物体显得暗时发出辅助光的辅助发光单元EF和用来设定数 码相机CAM的各种条件的功能按钮B2。这里,举例示出集成相机CAM和光学系统WL的小型 相机,但光学装置可以是单镜头反光相机,其中,具有光学系统WL的镜筒和相机本体可以 拆卸。
[0093] 根据具有上述构造的相机CAM,其中,包括光学系统WL作为像捕捉镜头,能实现当 不使用相机时,镜筒能缩回到相机中,但仍然具有小型、广角、亮度和高光学性能的相机。此 外,通过最小化缩回状态中的镜筒部分的厚度,能实现更薄相机。
[0094]现在,将参考图9,描述制造光学系统WL的方法。首先,在镜筒中组装每一透镜,使 得按从物体侧的顺序,设置具有负屈光力的第一透镜L1、作为具有面向物体的凸表面的正 弯月透镜的第二透镜L2、孔径光阑S和具有面向物体的凸表面的第三透镜L3 (步骤ST10)。 在该步骤中,在镜筒中,组装每一透镜,使得满足下述条件式(1)(步骤ST20)。
[0095] 6. 6<|fl2/f-(1)
[0096] 其中,f12表示第一透镜LI和第二透镜L2的合成焦距,以及f表示光学系统WL的 焦距。
[0097] 例如,在根据本实施例的镜头构造中,如在图1的光学系统WL中所示,将每一透镜 组装在镜筒中,使得按从物体侧的顺序,设置具有面向像的凹表面的负弯月透镜、具有面向 物体的凸表面的正弯月透镜L2、孔径光阑S、正双凸透镜L3和负双凹透镜L4的胶合透镜、 负双凹透镜L5和正双凸透镜L6的胶合透镜以及具有面向像的凸表面的正弯月透镜L7。该 光学系统WL满足下述条件式(1)(对应值:6. 615)。
[0098] 根据制造本实施例的光学系统WL的方法,能实现当不使用相机时,使镜筒缩回到 相机中,但仍然具有小型、广角、亮度和高光学性能的光学系统。此外,通过最小化缩回状态 中的镜筒的厚度,能实现有助于更薄相机的光学系统。
[0099] 实例(1)
[0100] 现在,将参考图,描述实施例1的每一实例。下述表1至表3是实例1至实例3中 的每一数据的表。
[0101] 与实例1有关的图1中的每一参考符号不同于其他实例,以便防止由参考符号的 数字的编号的增加而导致的描述复杂化。因此,即使在与另一实例有关的图中,参考符号相 同,但这不总是表示这些构成元件是相同的。
[0102] 在每一实例中,相对于C线(波长:656. 2730nm)、d线(波长:587. 5620nm)、F线 (波长:486. 1330nm)和g线(波长:435. 8350nm),计算像差特性。
[0103] 在每一表的[透镜数据]中,表面编号是在光传播方向中,从物体侧计数的光学表 面的顺序号,R表不每一光学表面的曲率半径,D表不在光轴上,从每一光学表面到下一光 学表面(或像平面)的表面距离,nd表示相对于d线,光学构件的材料的折射率,以及vd 表示相对于d线,光学构件的材料的阿贝数。物体表面表示物体的表面,(变量)表示可变 表面距离,曲率半径表示平面或孔径,(光阑S)表示孔径光阑S,以及像平面表示像平 面I。省略空气的折射率"1. 00000"。如果光学表面是非球面,在表面编号上附加"*",并且 在曲率半径R列中示出近轴曲率半径。
[0104] 在每一表的[非球面数据]中,由下述表达式(a)表示[透镜数据]中的非球面 表面的形状。X(y)表示在高度y处从非球面表面的顶点的切面到非球面表面的位置的光轴 方向中的距离,r表示基准非球面表面的曲率半径(近轴曲率半径),k表示锥形系数,以 及Ai表示第i次的非球面系数,"E-n"表示"X10_n"。例如,1. 234E-05 = 1. 234X10-5。
[0105] X(y) = (y2/r)/{l+(l-kXy2/r2)1/2}
[0106] +A4Xy4+A6Xy6+A8Xy8+A10Xy10 -(a)
[0107] 在每一表的[各种数据]中,f表不光学系统WL的焦距,Fno表不F数,《表不半 视角(最大入射角:单位:° ),Y表示像高,BF表示后焦距离(backfocus)(基于空气换 算,在光轴上,从镜头的最后一个表面到近轴像平面的距离),以及TL表示镜头全长(total lenslength)(在光轴上,从镜头的第一表面到镜头的最后一个表面的距离+后焦距离)。 对下述实施例2的实例,上述描述是相同的。
[0108] 在[条件式]中,示出了对应于每一条件式(1)和(2)的值。
[0109] 在下述所有数据值中,除非具体指出,否则"mm"通常用作焦距f、曲率半径R、表面 距离D和其他长度的单位,但单位不限于以及可以使用另一适当的单位,因为即使成 比例地扩大或成比例地缩小光学系统,也能获得等效的光学性能。
[0110] 表中的该描述对所有实例相同,因此,下文省略其描述。
[0111] (实例 1)
[0112] 将参考图1、图2和表1,描述实例1。如图1所示,根据实例1的光学系统WL(WLl) 是广角单焦点镜头,并且按从物体侧的顺序,具有:具有面向像的凹表面的负弯月透镜L1、 具有面向物体的凸表面的正弯月透镜L2、孔径光阑S、正双凸透镜L3和负双凹透镜L4的胶 合透镜、负双凹透镜L5和正双凸透镜L6的胶合透镜、具有面向像的凸表面的正弯月透镜L7 和滤波器组FL。正透镜L7的像侧表面为非球面。滤波器组FL由低通滤波器、红外截止滤 波器等等构成,以便截止超出设置在像平面I上的固态成像元件(例如CCD,CMOS)的临界 分辨率的空间频率。
[0113] 表1不出实例1的每一数据值。表1中的表面编号1至17分别对应于图1中的 每一光学表面ml至ml7。在实例1中,表面13是非球面。
[0114] (表 1)
[0115][透镜数据]
[0116]
[0117]
[0118] [非球面数据]
[0119] 表面 13
[0120] k= 1.0000,A4 = 1. 0347E+00,A6 = 3. 0500E+00,A8 = 6. 0720E+00,A10 =-3. 0169E+01
[0121] [各种数据]
[0122]
[0123] [条件式]
[0124] fl2 = 6. 615
[0125] f= 1. 000
[0126] fl= -1. 278
[0127] d= 1. 362
[0128] 条件式(1) |fl2/f| = 6.615
[0129] 条件式(2) {(_fl) /d}/f= 0? 939
[0130] 如表1所示,实例1的光学系统WL1满足条件式⑴和(2)。
[0131] 图2是示出在聚焦无限远时,根据实例1的光学系统WL1的各种像差(球面像差、 像散、畸变、彗差和横向色差)。
[0132] 在示出像差的每一图中,FN0表示F数,以及A表示相对于每一像高的半视角(单 位:° )。d表不在d线的像差,g表不在g线的像差,C表不在C线的像差,以及F表不在 F线的
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