光学系统和图像拾取装置制造方法及图纸

本公开涉及光学系统和图像拾取装置。提供一种光学系统，包括：具有正折光力的第一透镜单元；具有正折光力并设置在第一透镜单元的像侧的第二透镜单元；以及具有正折光力并且最靠近像侧设置的第三透镜单元，其中透镜单元中的各相邻透镜单元之间的间隔在聚焦期间改变。第一透镜单元在聚焦期间不移动。在从无穷远到近距离的聚焦期间，第二透镜单元沿着光轴向物侧移动。第二透镜单元从物侧到像侧依次包括正透镜、负透镜和孔径光阑。第三透镜单元包括正透镜和负透镜。适当地设定空气等效后焦距以及第三透镜单元在光轴上的长度。

Optical System and Image Picking Device

The present disclosure relates to an optical system and an image pickup device. An optical system includes: a first lens unit with positive refractive force; a second lens unit with positive refractive force and set on the image side of the first lens unit; and a third lens unit with positive refractive force and closest to the image side, in which the spacing between adjacent lens units in the lens unit changes during focusing. The first lens unit does not move during focusing. During focusing from infinity to close range, the second lens unit moves along the optical axis object side. The second lens unit includes a positive lens, a negative lens and an aperture in turn from the object side to the image side. The third lens unit includes a positive lens and a negative lens. Appropriately set the air equivalent rear focal length and the length of the third lens unit on the optical axis.

【技术实现步骤摘要】
光学系统和图像拾取装置
本专利技术涉及光学系统和图像拾取装置。光学系统可用作例如用于数字静态相机、数字摄像机、电视相机、监视相机等的图像拾取光学系统。
技术介绍
作为用于图像拾取装置的图像拾取光学系统，已知一种具有大孔径比(即，约为1.2至2.0的f数(Fno))并且还具有相对长的焦距的中望远型图像拾取光学系统。中望远型的图像拾取光学系统已广泛用于肖像摄影和室内运动摄影。此外，需要这种图像拾取光学系统能够快速聚焦并且在聚焦期间具有小的像差变化。作为具有高聚焦速度的聚焦系统，一种内聚焦系统是已知的，该内聚焦系统通过移动位于透镜系统中间的小尺寸轻质透镜单元来进行聚焦。已知一种使用内聚焦系统并具有高光学性能的中望远型图像拾取装置(日本专利申请公开No.2013-25157)。日本专利申请公开No.2013-25157公开了一种光学系统，该光学系统从物侧到像侧依次由具有正折光力的第一透镜单元、具有正折光力的第二透镜单元、孔径光阑以及具有正折光力的第三透镜单元组成，该光学系统通过在光轴上移动第二透镜单元来进行聚焦。在聚焦系统当中，内聚焦系统能够利用小尺寸轻质透镜单元进行聚焦并允许快速聚焦。在具有大孔径比和相对长焦距的中望远型光学系统中，重要的是适当地选择聚焦透镜单元并适当地建立透镜配置以便以聚焦期间的小像差变化在整个物距上实现高光学性能。特别地，在具有大孔径的中望远型光学系统中，由于景深窄，因此难以在没有有利地校正除了球面像差之外还有诸如轴向色差和像场弯曲之类的各种像差的情况下在整个屏幕中获得高光学性能。
技术实现思路
提供一种光学系统，该光学系统包括：具有正折光力的第一透镜单元；具有正折光力并设置在第一透镜单元的像侧的第二透镜单元；以及具有正折光力并且最靠近像侧设置的第三透镜单元，其中透镜单元中的各相邻透镜单元之间的间隔在聚焦期间改变。第一透镜单元在聚焦期间不移动。在从无穷远到近距离的聚焦期间，第二透镜单元沿着光轴向物侧移动。第二透镜单元从物侧到像侧依次包括正透镜、负透镜和孔径光阑。第三透镜单元包括正透镜和负透镜。该光学系统满足以下条件表达式1.0<D3/BF<3.0其中D3表示第三透镜单元在光轴上的长度，并且BF表示空气等效后焦距。根据参照附图对示例性实施例的以下描述，本专利技术的其它特征将变得清楚。附图说明图1A是当聚焦在无穷远处的物体上时示例1的光学系统的透镜截面图。图1B是当聚焦在无穷远处的物体上时示例1的光学系统的纵向像差图。图2A是当聚焦在无穷远处的物体上时示例2的光学系统的透镜截面图。图2B是当聚焦在无穷远处的物体上时示例2的光学系统的纵向像差图。图3A是当聚焦在无穷远处的物体上时示例3的光学系统的透镜截面图。图3B是当聚焦在无穷远处的物体上时示例3的光学系统的纵向像差图。图4A是当聚焦在无穷远处的物体上时示例4的光学系统的透镜截面图。图4B是当聚焦在无穷远处的物体上时示例4的光学系统的纵向像差图。图5是示出示例的图像拾取装置的主要部分的示意图。具体实施方式在下文中，将描述本专利技术的光学系统和图像拾取装置。示例的光学系统包括：具有正折光力的第一透镜单元；具有正折光力并设置在第一透镜单元的像侧的第二透镜单元；以及具有正折光力并且最靠近像侧设置的第三透镜单元。在聚焦期间，第一透镜单元不移动，并且在从无穷远到近距离的聚焦期间，至少第二透镜单元沿着光轴向物侧移动。图1A和图1B分别是当光学系统聚焦在无穷远处时示例1的光学系统的透镜截面图和纵向像差图。示例1是焦距为86.5且f数约为1.24的光学系统。图2A和图2B分别是当光学系统聚焦在无穷远处时示例2的光学系统的透镜截面图和纵向像差图。示例2是焦距为86.5且f数约为1.24的光学系统。图3A和图3B分别是当光学系统聚焦在无穷远处时示例3的光学系统的透镜截面图和纵向像差图。示例3是焦距为100.0且f数约为1.46的光学系统。图4A和图4B分别是当光学系统聚焦在无穷远处时示例4的光学系统的透镜截面图和纵向像差图。示例4是焦距为100.0且f数约为1.45的光学系统。图5是示出图像拾取装置的主要部分的示意图。在透镜截面图中，左侧是物侧(或者前侧，放大侧)，以及右侧是像侧(或者后侧，缩小侧)。L0表示光学系统。L1表示具有正折光力的第一透镜单元；L2表示具有正折光力的第二透镜单元；并且L3表示具有正折光力的第三透镜单元。SP表示孔径光阑。关于聚焦的箭头指示透镜单元在从无穷远到最近距离的聚焦期间的移动方向。IP表示像面，其对应于当光学系统用作用于摄像机或数字静态相机的图像拾取光学系统时诸如CCD传感器或CMOS传感器之类的固态图像拾取元件(光电转换元件)的图像拾取平面。在球面像差图中，d表示d线(波长为587.6nm)；g表示g线(波长为435.8nm)；C表示C线(波长656.3nm)；并且F表示F线(波长为486.1nm)。在像散图中，M表示d线的子午像面；并且S表示d线的弧矢像面。畸变是关于d线表示的。在横向色差图中，g表示g线；C表示C线；并且F表示F线。Fno是f数，并且H是图像高度。示例的光学系统L0从物侧到像侧依次包括：具有正折光力的第一透镜单元L1；具有正折光力并设置在第一透镜单元L1的像侧的第二透镜单元L2；以及具有正折光力并且最靠近像侧设置的第三透镜单元L3。在聚焦期间，各相邻透镜单元之间的间隔改变。在从无穷远到近距离的聚焦期间，至少第二透镜单元L2沿着光轴向物侧移动。在聚焦期间，第一透镜单元L1不移动。具有所谓的大孔径比(即Fno为2.0或更小)的中望远型透镜具有较大的入射光瞳直径，因此该透镜的前透镜有效直径趋于较大。为了在聚焦期间移动具有较大前透镜有效直径的该透镜，聚焦透镜单元变得非常重。因此，优选的是，具有正折光力的第一透镜单元在聚焦期间不移动。在示例的光学系统中，第二透镜单元L2具有类似于所谓的双高斯配置的透镜配置，其中在孔径光阑SP位于中间的情况下将多个透镜布置在物侧和像侧中的每一个上。以这种方式，有利地保持了聚焦期间的光学性能，同时确保了高光学性能。第三透镜单元L3包括利用其短后焦距的多个透镜。这使得可以减小整个匹兹阀和(Petzvalsum)，从而实现有利的像面特性，同时增强聚焦期间的光学性能。第二透镜单元L2包括：正透镜；设置在正透镜的像侧的负透镜；以及设置在负透镜的像侧的孔径光阑。第三透镜单元L3包括：正透镜；以及负透镜，并且该光学系统满足以下条件表达式1.0<D3/BF<3.0(1)其中D3表示第三透镜单元L3在光轴上的长度，并且BF表示空气等效后焦距。第三透镜单元L3的长度表示第三透镜单元L3中从最靠近物侧的透镜的物侧透镜表面到最靠近像侧的透镜的像侧透镜表面的在光轴上的距离。条件表达式(1)通过使得可以有效地布置利用短后焦距的多个透镜来允许有效地校正色差和匹兹阀和。如果该比率降到条件表达式(1)中的下限值以下，则第三透镜单元L3的透镜单元长度变得太短，这使得难以获得每个透镜的足够的折光力，从而导致各种像差的不充分校正。如果该比率超过条件表达式(1)中的上限值，则这不是优选的，因为第三透镜单元L3变得太长，使得不可能获得第二透镜单元L2的必要移动量。优选的是，每个示例满足以下条件表达式中的一个或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学系统，其特征在于，包括：具有正折光力的第一透镜单元；具有正折光力并设置在第一透镜单元的像侧的第二透镜单元；以及具有正折光力并最靠近像侧设置的第三透镜单元，透镜单元中的各相邻透镜单元之间的间隔在聚焦期间改变，其中第一透镜单元被布置成在聚焦期间不移动，第二透镜单元被布置成在从无穷远到近距离的聚焦期间沿着光轴向物侧移动，第二透镜单元从物侧到像侧依次包括正透镜、负透镜和孔径光阑，第三透镜单元包括正透镜和负透镜，并且以下条件表达式得到满足：1.0

【技术特征摘要】
2017.09.11 JP 2017-1738211.一种光学系统，其特征在于，包括：具有正折光力的第一透镜单元；具有正折光力并设置在第一透镜单元的像侧的第二透镜单元；以及具有正折光力并最靠近像侧设置的第三透镜单元，透镜单元中的各相邻透镜单元之间的间隔在聚焦期间改变，其中第一透镜单元被布置成在聚焦期间不移动，第二透镜单元被布置成在从无穷远到近距离的聚焦期间沿着光轴向物侧移动，第二透镜单元从物侧到像侧依次包括正透镜、负透镜和孔径光阑，第三透镜单元包括正透镜和负透镜，并且以下条件表达式得到满足：1.0<D3/BF<3.0其中D3表示第三透镜单元在所述光轴上的长度，以及BF表示空气等效后焦距。2.根据权利要求1所述的光学系统，其中以下条件表达式得到满足：2.0<f1/f<10.0其中f表示所述光学系统的焦距，以及f1表示第一透镜单元的焦距。3.根据权利要求1所述的光学系统，其中以下条件表达式得到满足：0.8<f2/f<1.1其中f表示所述光学系统的焦距，以及f2表示第二透镜单元的焦距。4.根据权利要求1所述的光学系统，其中以下条件表达式得到满足：3.0<f3/f<10.0其中f表示所述光学系统的焦距，以及f3表示第三透镜单元的焦距。5.根据权利要求1所述的光学系统，其中第二透镜单元包括非球面透镜，所述非球面透镜包括具有非球面表面形状的透镜表面，并且以下条件表达式得到满足：Nasp>1.70其中，Nasp表示所述非球面透镜的材料在d线处的折射率。6.根据权利要求1所述的光学系统，其中第二透镜单元从物侧到像侧依次包括第一正透镜、第二正透镜、负透镜和孔径光阑，该负透...

【专利技术属性】
技术研发人员：市村纯也，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP