光学系统10从放大侧起依次包括前组1、孔径光阑3和后组2，其中前组1包括朝放大侧凸起的折射表面11a，后组2包括凹反射表面12b，并且满足条件表达式0.7≤|Rl|/Ll≤1.5和2≤|Rm|/Lm≤7，其中折射表面11a的曲率半径是Rl(mm)，折射表面11a和孔径光阑3之间的距离是Ll(mm)，反射表面12b的曲率半径是Rm(mm)，并且孔径光阑3和反射表面12b之间的距离是Lm(mm)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光学系统以及具有该光学系统的成像装置和投影装置
本专利技术涉及具有折射表面和反射表面的光学系统，该光学系统例如有利地用在诸如数字静物相机和数字视频相机、用于蜂窝电话的相机、监视相机、可穿戴相机、医疗相机等的成像装置中，以及诸如投影仪等的投影装置中。
技术介绍
近年来，需要一种用在成像装置和投影装置中在宽视场角上具有高分辨率并且尺寸小的光学系统。PTL1描述了一种具有球面透镜的成像装置。根据该球面透镜，可以有利地校正诸如球面像差和轴向色差之类的轴上像差，同时抑制诸如彗形像差、像散、横向色差等的轴外像差的发生，并且因此可以实现在宽视场角上具有高分辨率的光学系统。PTL2描述了一种具有带有朝向物侧的凸表面的透镜和具有凹的内反射表面的折反射透镜的光学系统，由此可以实现宽视场角。引文列表专利文献PTL1：日本专利公开号2013-210549PTL2：日本专利公开号2009-300994
技术实现思路
技术问题但是，根据PTL1的球面透镜的成像平面是球面的，因此，在将该球面透镜提供给成像装置或投影装置的情况下，其中一端是球面并且另一端是平面的球面成像设备或显示设备或光导部件变得是必须的。因此，整个装置的复杂性和尺寸增加，从而导致更高的成本。而且，用根据PTL2的光学系统难以在保持f值低的同时有利地校正像差，并且因此难以实现尺寸的减小和高分辨率两者。因此，本专利技术的目的是提供一种光学系统，该光学系统能够在成像装置和投影装置中实现尺寸的减小和在宽视场角上的高分辨率。问题的解决方案为了实现上述目的，根据本专利技术的方面的光学系统从放大侧起依次包括前组、孔径光阑和后组。前组包括朝放大侧凸起的折射表面，后组包括凹反射表面，并且满足0.7≤|Rl|/Ll≤1.5和2≤|Rm|/Lm≤7的条件表达式，其中折射表面的曲率半径是Rl(mm)，折射表面和孔径光阑之间的距离是Ll(mm)，反射表面的曲率半径是Rm(mm)，并且孔径光阑和反射表面之间的距离是Lm(mm)。附图说明图1是根据本专利技术的第一示例的光学系统的主要部分的示意图。图2是根据第一示例的光学系统的纵向像差图。图3是用于描述具有点对称形状的折射表面的行为的图。图4是用于描述条件表达式(1)的效果的图。图5是用于描述凹形反射表面的行为的图。图6是图示反射表面和像场弯曲之间的关系的图。图7是用于描述条件表达式(2)的效果的图。图8是图示根据第一示例的前组、后组和整个系统的像场弯曲的图。图9是根据本专利技术的第二示例的成像装置的主要部分的示意图。图10是根据第二示例的光学系统的主要部分的示意图。图11是图示成像平面上的视场角的图。图12是根据第二示例的光学系统的像差图。图13是根据本专利技术的第三示例的光学系统的主要部分的示意图。图14是根据第三示例的光学系统的像差图。图15是根据本专利技术的第四示例的光学系统的主要部分的示意图。图16是根据第四示例的光学系统的像差图。图17是根据本专利技术的第五示例的光学系统的主要部分的示意图。图18是图示根据第五示例的反射表面的构造的图。图19是根据第五示例的光学系统的像差图。图20是根据本专利技术的实施例的车载相机系统的功能框图。图21是根据本专利技术的实施例的车辆的主要部分的示意图。图22是图示根据实施例的车载相机系统的操作示例的流程图。具体实施方式下面将参考附图描述本专利技术的优选实施例。为了方便起见，可能根据与实际比例不同的比例绘制附图。附图中相同的部分用相同的标号表示，并且将省略冗余的描述。[第一示例]图1是根据本专利技术的第一示例的在包括光轴A的YZ横截面中的光学系统10的主要部分的示意图。根据本示例的光学系统10是成像光学系统，其收集来自图中省略的物体的光通量，并形成物体的图像。光学系统10可以应用于成像装置和投影装置。在其中光学系统10应用于作为成像光学系统的成像装置的情况下，诸如CCD传感器、CMOS传感器等的成像设备的成像表面设置在光学系统10的像面(缩小平面)4的位置处。在其中光学系统10应用于作为投影光学系统的投影装置的情况下，诸如液晶面板(空间调制器)等的显示设备的显示表面设置在缩小平面4的位置处。但是，注意的是，物侧和像侧在成像光学系统和投影光学系统之间是相对的，并且光路是相反的。在以下描述中假设其中光学系统10应用于成像装置的情况。(关于光学系统10的构造)光学系统10被构造为包括：限制光通量的宽度的孔径光阑3，作为比孔径光阑3更靠近物侧(放大侧)设置的光学元件组的前组1，以及作为比孔径光阑3更靠近像侧(缩小侧)设置的光学元件组的后组2。在本示例中，前组1由光学元件11构成，光学元件11包括朝物侧凸起的折射表面11a，并且后组2由光学元件12构成，光学元件12包括朝入射光凹入的反射表面12b。第一光学元件11是具有有助于成像的有效光通量穿过的两个光学表面的平凸透镜。用作最靠近第一光学元件11的物侧的光学平面(入射平面)的第一表面11a是朝物侧凸起的球面表面，以及用作最靠近像侧的光学平面(发射平面)的第二表面11b是平坦表面。注意的是，其中有效光通量不通过的第一光学元件11的不必要部分被切除，如图1所示，以便将成像设备或显示设备设置在像面4的位置处。第二光学元件12是具有三个光学表面的折反射透镜。用作入射表面的第二光学元件12的第一表面12a是平坦表面，第二表面12b具有朝像侧凹入的非球面表面，并且用作发射平面的第三表面12c是平坦表面。第一光学元件11和第二光学元件12均由折射率为Nd＝1.51608且阿贝(Abbe)数为vd＝64.1的材料制成，并通过相互接合而整合。孔径光阑3设置在第一光学元件11和第二光学元件12的接合表面上。表1图示了根据本示例的光学系统10的规格值。注意的是，在表1中，第一光学元件11的第二表面11b、第二光学元件12的第一表面12a、和孔径光阑3被表示为处于相同的表面。还要注意的是，表1中的“最前表面”指示“最靠近物侧的光学表面”。[表1]来自物体的光通量(图中省略)透射过第一光学元件11的第一表面11a和第二表面11b，并穿过孔径光阑3的开口。此时，光通量的一部分被孔径光阑3的屏蔽部分屏蔽，因此限制了光通量宽度。已穿过孔径光阑3的光通量透射过第二光学元件12的第一表面12a，在第二表面12b处反射、并透射过第三表面12c，并形成平面像面4。如图1所示，像面4相对于本示例中的反射表面12b在与孔径光阑3相同的一侧(-Z侧)形成。关于根据本示例的光学系统10，ZX横截面(第一横截面)内的视场角(水平视场角)是θx＝30°(θx＝-15°到+15°)，并且YZ横截面(第二横截面)内的视场角(垂直视场角)是θy＝20°(θy＝+15°至+35°)。即，虽然水平视场角在光轴A的两侧对称设置，但垂直视场角仅在光轴A的一侧(+侧)设置。因此，可以进行这样的构造：其中，通过布置使光通量在YZ横截面中倾斜地进入光学系统10的每个光学表面，布置在像面4处的成像设备的成像表面仅接收相对于光轴A从成像设备的相对侧进入光学系统10的光通量。在投影装置中，可以进行这样的构造：其中来自设置在像面4处的显示设备的显示表面的光通量仅从相对于光学系统10的YZ横截面中的光轴A的显示设备的相对侧离开。这使得能够防止成像设备或显示设备干扰光学元件和光路本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种光学系统，从放大侧起依次包括前组、孔径光阑和后组，其中前组包括朝放大侧凸起的折射表面，其中后组包括凹的反射表面，并且其中满足以下条件表达式(1)和(2)，0.7≤|Rl|/Ll≤1.5 (1)2≤|Rm|/Lm≤7 (2)其中，折射表面的曲率半径为Rl(mm)，折射表面与孔径光阑之间的距离为Ll(mm)，反射表面的曲率半径为Rm(mm)，并且孔径光阑与反射表面之间的距离为Lm(mm)。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.04 JP 2016-0426861.一种光学系统，从放大侧起依次包括前组、孔径光阑和后组，其中前组包括朝放大侧凸起的折射表面，其中后组包括凹的反射表面，并且其中满足以下条件表达式(1)和(2)，0.7≤|Rl|/Ll≤1.5(1)2≤|Rm|/Lm≤7(2)其中，折射表面的曲率半径为Rl(mm)，折射表面与孔径光阑之间的距离为Ll(mm)，反射表面的曲率半径为Rm(mm)，并且孔径光阑与反射表面之间的距离为Lm(mm)。2.如权利要求1所述的光学系统，其中满足以下条件表达式(3)，0.5≤|Rm|/ff≤2(3)其中ff是从最靠近前组中的放大侧的光学表面到紧邻反射表面之前的光学表面的光学部分的焦距。3.如权利要求1或2所述的光学系统，其中满足以下条件表达式(4)，0.25≤f/|Rm|≤0.45(4)其中f是光学系统的焦距。4.如权利要求1至3中任一项所述的光学系统，其中满足以下条件表达式(5)，0.0≤Lp/f≤0.2(5)其中Lp(mm)是孔径光阑和放大侧光瞳之间的距离，并且f(mm)是光学系统的焦距。5.如权利要求1至4中任一项所述的光学系统，包括满足条件表达式(1)的多个折射表面。6.如权利要求5所述的光学系统，其中满足以下条件表达式(6)，0.0≤Dc/f≤0.1(6)其中，在满足条件表达式(1)的所述多个折射表面中的最接近放大侧的折射表面的曲率中心与另一个折射表面的曲率中心之间的距离是Dc(mm)，并且光学系统的焦距是f(mm)。7.如权利要求5或6所述的光学系统，其中满足条件表达式(1)的所述多个折射表面包括具有负焦度的折射表面，并且以下条件表达式(7)被满足，φl/φ≤-0.27(7)其中负焦度为φl并且光学系统的焦度为φ。8.如权利要求1至7中任一项所述的光学系统，其中后组包括朝放大侧凹入并满足条件表达式(1)的折射表面，并且其中满足以下条件表达式(8)，-0.2≤(D1+D2)...
【专利技术属性】
技术研发人员：石原圭一郎，中野正嗣，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP
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