光学系统和成像装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及光学系统和成像装置。根据本发明专利技术的光学系统是包括从物侧到像侧依次布置的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和具有负折光力的第三透镜单元的光学系统。在从无限远到最近距离的聚焦期间，第二透镜单元向物侧移动，由此，邻近的透镜单元之间的距离改变。第二透镜单元包括孔径光阑。满足以下的条件式：1.0

Optical systems and imaging devices

The invention relates to an optical system and an imaging device. The optical system according to the present invention is an optical system comprising a first lens unit with positive refractive force, a second lens unit with positive refractive force and a third lens unit with negative refractive force arranged sequentially from the object side to the image side. During the focusing period from infinite distance to nearest distance, the second lens unit moves to the object side, thereby changing the distance between adjacent lens units. The second lens unit includes an aperture aperture. The following conditions are satisfied: 1.0

【技术实现步骤摘要】
光学系统和成像装置
本专利技术涉及光学系统和成像装置。
技术介绍
为了高速聚焦和聚焦期间的小的像差变动，对具有2.0或更小的F数并且意欲用于中望远成像(mediumtelephotoimaging)的大孔径透镜存在需求。欧洲专利No.3015897A讨论了由从物侧到像侧依次布置的具有正折光力的第一透镜单元、具有负折光力的第二透镜单元和具有正折光力的第三透镜单元构成的光学系统。该光学系统是其中具有相对轻重量的第二透镜单元在聚焦期间移动的内聚焦型光学系统。在欧洲专利No.3015897A中讨论的光学系统包括被布置为最接近第一透镜单元的像侧的孔径光阑，并且具有2.9或更大的F数。如果实现具有与在欧洲专利No.3015897A中讨论的配置相同的配置但具有更小的F数和更短的后焦距的透镜系统，则诸如球面像差、畸变像差和像场弯曲的像差以及聚焦期间的像差变动可能增大。
技术实现思路
根据本专利技术的某个方面，一种光学系统，包括：邻近的透镜单元之间的距离在聚焦期间改变的多个透镜单元，所述多个透镜单元包括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和具有负折光力的第三透镜单元，并且第一到第三透镜单元从物侧到像侧被依次布置，其中，第二透镜单元在从无限远到最近距离的聚焦期间向物侧移动，第二透镜单元包括孔径光阑，并且，满足以下的条件式：1.0<D3/BF<3.0这里，D3是第三透镜单元在光学系统的光轴上的长度，并且BF是后焦距。从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晰。附图说明图1是示出根据第一示例性实施例的变焦透镜的截面图。图2是示出根据第一示例性实施例的变焦透镜的像差图的示图。图3是示出根据第二示例性实施例的变焦透镜的截面图。图4是示出根据第二示例性实施例的变焦透镜的像差图的示图。图5是示出根据第三示例性实施例的变焦透镜的截面图。图6是示出根据第三示例性实施例的变焦透镜的像差图的示图。图7是示出成像装置的配置的示图。具体实施方式以下将参照附图详细描述根据本专利技术的示例性实施例的光学系统和成像装置。以下描述的本专利技术的实施例中的每一个可被单独地实现，或者，在必要的情况下或者在在单个实施例中组合来自各单个实施例的要素或特征有益的情况下，实现为多个实施例或其特征的组合。[光学系统的示例性实施例]根据示例性实施例的光学系统是在诸如视频照相机、数字照相机、卤化银胶片照相机和电视照相机的成像装置中实现的成像光学系统。图1、图3和图5是分别示出光学系统的截面图，其中，物侧(前方)被示为左，像侧(后方)被示为右。在截面图中的每一个中，第i个透镜单元由Li表示，这里，i表示从物侧到像侧的透镜单元的次序。孔径光阑SP确定(限制)最大孔径(F-No)处的发光通量。如果在诸如视频照相机和数字照相机的成像装置中实现根据示例性实施例的光学系统，则像面IP对应于诸如电荷耦合器件(CCD)传感器和互补金属氧化物(CMOS)传感器的固态图像传感器(光电转换元件)。如果在作为卤化银胶片照相机的成像装置中实现根据示例性实施例的光学系统，则像面IP对应于胶片表面。在从无限远到最近距离的聚焦期间，如各图中的箭头所示的那样，作为聚焦透镜单元的第二透镜单元L2向物侧移动。在各球面像差图中，实线代表d线(波长587.60nm)处的球面像差，点线代表F线(波长486.10nm)处的球面像差，虚线代表C线(波长656.30nm)处的球面像差，双点虚线代表g线(波长435.80nm)处的球面像差。在像散图中，实线S代表弧矢像面处的像散，虚线M代表子午像面处的像散。在各畸变像差图中示出d线处的畸变像差。在各色差图中示出g线处的色差。根据本专利技术的示例性实施例的光学系统包括从物侧到像侧依次布置的具有正折光力的第一透镜单元L1、具有正折光力的第二透镜单元L2和具有负折光力的第三透镜单元L3。根据后面描述的各示例性实施例的光学系统包括从物侧到像侧依次布置的具有正折光力的第一透镜单元L1、具有正折光力的第二透镜单元L2和具有负折光力的第三透镜单元L3。在从无限远到最近距离的聚焦期间，第二透镜单元L2移动以改变邻近的透镜单元之间的距离。第二透镜单元L2包括孔径光阑SP。在聚焦期间，也可以通过移动孔径光阑SP减少由于聚焦导致的像差变动。根据各示例性实施例的光学系统满足以下的条件式：1.0<D3/BF<3.0(1)D3是第三透镜单元L3的光轴上的长度。BF是光学系统的后焦距。后焦距指的是以空气换算长度(air-equivalentlength)表达的、从最接近光学系统的像侧的透镜表面到像面IP的距离。条件式(1)涉及第三透镜单元L3的长度与后焦距之间的比。如果第三透镜单元L3的长度减小为低于条件式(1)的下限值、即第三透镜单元L3的透镜的数量相对少，则多个透镜的组合中的Petzval和难以减小。这导致难以校正例如像场弯曲的像差。如果第三透镜单元L3的长度增大为超出条件式(1)的上限值，则第二透镜单元L2在聚焦期间的可移动范围变窄。这特别地导致难以在短距离处进行聚焦。条件式(1)的数值范围可被设定如下：1.2<D3/BF<2.6(1a)条件式(1)的数值范围可进一步被设定如下：1.4<D3/BF<2.2(1b)光学系数的上述配置可以提供其中在聚焦期间减小像差变动的大孔径光学系统。光学系统可进一步满足以下的条件式(2)～(7)中的至少一个：2.0<f1/f<10.0(2)0.3<f2/f<1.2(3)-10.0<f3/f<-0.1(4)20<νd2-νd1<80(5)0.59<θgF<0.67，和(6)1.70<Nd1<1.90(7)在条件式(2)～(7)中，f1是第一透镜单元L1的焦距，f2是第二透镜单元L2的焦距，f3是第三透镜单元L3的焦距，f是整个光学系统的焦距。在布置于孔径光阑SP的物侧的第二透镜单元L2的两个正透镜中，νd1是物侧的正透镜(以下，称为第一正透镜)的材料的Abbe数，νd2是像侧的正透镜(以下，称为第二正透镜)的材料的Abbe数。第一正透镜的材料的部分分散比为θgF，第一正透镜的材料在d线处的折光力为Nd1。材料的Abbe数νd和部分分散比θgF由下式表达：νd＝(Nd-1)/(NF-NC)，以及θgF＝(Ng-NF)/(NF-NC)这里，Ng是对于g线(波长435.80nm)的折射率。Nd是对于d线(587.60nm)的折射率，NF是对于F线(波长486.10nm)的折射率，NC是对于C线(波长656.30nm)的折射率。以下将描述条件式(2)～(7)的技术含义。条件式(2)涉及第一透镜单元L1的焦距f1与整个光学系统的焦距f之间的比。如果第一透镜单元L1的焦距f1减小为低于条件式(2)的下限值即第一透镜单元L1的折光力增大，则第二透镜单元L2的折光力相应减小。这降低聚焦灵敏度并且增大第二透镜单元L2在聚焦期间的移动量，这因此不合意地增大光学系统的尺寸。如果第一透镜单元L1的焦距f1增大为超出条件式(2)的上限值，则透过第一透镜单元L1的光的光线可能发散。这导致第二透镜单元L2的径向尺寸不合意地增大。条件式(3)涉及第二透本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学系统，其特征在于，包括：邻近的透镜单元之间的距离在聚焦期间改变的多个透镜单元，所述多个透镜单元包括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和具有负折光力的第三透镜单元，并且第一到第三透镜单元从物侧到像侧被依次布置，其中，第二透镜单元在从无限远到最近距离的聚焦期间向物侧移动，第二透镜单元包括孔径光阑，并且，满足以下的条件式：1.0<D3/BF<3.0这里，D3是第三透镜单元在光学系统的光轴上的长度，并且BF是后焦距。

【技术特征摘要】
2017.11.14 JP 2017-2193471.一种光学系统，其特征在于，包括：邻近的透镜单元之间的距离在聚焦期间改变的多个透镜单元，所述多个透镜单元包括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和具有负折光力的第三透镜单元，并且第一到第三透镜单元从物侧到像侧被依次布置，其中，第二透镜单元在从无限远到最近距离的聚焦期间向物侧移动，第二透镜单元包括孔径光阑，并且，满足以下的条件式：1.0<D3/BF<3.0这里，D3是第三透镜单元在光学系统的光轴上的长度，并且BF是后焦距。2.根据权利要求1所述的光学系统，其中，第二透镜单元包含至少两个正透镜，所述至少两个正透镜中的一个被布置于孔径光阑的物侧，并且另一个被布置于孔径光阑的像侧。3.根据权利要求1所述的光学系统，其中，第二透镜单元包含被布置于孔径光阑的物侧的正透镜和负透镜，所述负透镜被布置于所述正透镜的像侧，并且第二透镜单元包含被布置于孔径光阑的像侧的正透镜。4.根据权利要求3所述的光学系统，其中，负透镜是具有非球面形状的弯月透镜。5.根据权利要求2所述的光学系统，其中，布置于孔径光阑的物侧的正透镜是第一正透镜，其中，第二透镜单元包含布置于孔径光阑的物侧的第二正透镜，第二透镜单元被布置于第一正透镜的像侧，并且其中，满足以下的条件式：20<νd2-νd1这里，νd1是第一正透镜的材料的Abbe数，并且νd2是第二正透镜的材料的Abbe数。6.根据权利要求5所述的光学系统，其中，满足以下的条件式：0.59<θgF这里，θgF是第一正透镜的材料的部分分散比。7.根据权利要求5所述的光学系统，其中...

【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