图像拾取装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及图像拾取装置。提供了一种图像拾取装置，包括：包含保护透镜的图像拾取光学系统，该保护透镜被布置为最靠近光入射侧并且在光入射侧具有凸形表面；以及壳体，被配置为容纳图像拾取光学系统，其中图像拾取光学系统包括孔径光阑以及被布置在孔径光阑的图像侧以被选择性地放在图像拾取光学系统的光路中的光学系统A和光学系统B，该光学系统A和光学系统B具有相互不同的光学特性，并且其中壳体被配置为隔开壳体外部和壳体内部的介质，并且其中图像拾取装置包括切换单元，该切换单元被配置为根据壳体外部的介质选择性地将光学系统A和光学系统B之一放在图像拾取光学系统的光路中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有防水功能并且能够在空气中和水中都拍摄出良好图像的图像拾取装置。
技术介绍
近年来，随着潜水的日益流行和水下摄影者的数量增加等，水下摄影的机会日益增多，并且水下相机需要具有与在陆上(在空气中)摄影同等的便携性、可操作性、图像拾取区域、光学特性等。一般而言，作为水下相机或水陆两用相机，安置在水下壳体中的相机或配备有防水机构的相机被使用。但是，水或盐水具有与空气不同的折射率和色散，例如，关于d线的折射率是空气的折射率的大约4/3，并且色散的Abbe数为大约62。因此，当在空气中对像差充分校正的图像拾取光学系统在水中使用时，在水和图像拾取光学系统相互接触的界面处的折射作用发生变化。作为结果，由于拍摄视场角的变化和像差的变化，光学成像特性显著劣化。特别地，在水和图像拾取光学系统相互接触的界面是平面的情况下，水中的拍摄视场角相对于空气中的拍摄视场角显著变小，并且具有宽视场角的拍摄变得困难。作为用于在水下拍摄期间实现宽视场角的手段，已知这样一种方法：其中，界面被形成为朝物体侧凸起的形状并且其曲率增大至允许光束同心地进入，以缓和在界面处的折射作用。但是，当界面的凸形的曲率增大太多时，界面处的折光力在空气中和在水中之间的差异变得太大，并且各种像差(特别是像场弯曲)增大。因此，变得难以在实现宽视场角的同时减小像场弯曲。另外，水具有色散以及折射率，并且在界面处发生大的横向色像差。作为用于在水下摄影期间实现宽视场角的同时减少像场弯曲的增大的手段，在日本专利申请公开No.2004-325711中描述了一种利用如下方法的图像拾取装置：在该方法中，在图像拾取光学系统的物体侧包括圆顶形的耐压窗口和具有正折光力的透镜单元，该透镜单元能可移除地插入光路中。另外，作为用于抑制在水下摄影期间发生的横向色像差的手段，在日本专利申请公开No.2004-252219中公开了一种利用如下方法的图像拾取装置：在该方法中，在图像拾取光学系统的物体侧附接具有衍射光学表面的过滤器附件。在日本专利申请公开No.2004-325711中，在图像拾取光学系统的物体侧包括圆顶形的耐压窗口和具有正折光力的能可移除地附接的透镜单元，以便在水中时形成远焦系统，其结果是确保了宽的拍摄视场角，并且减少了像场弯曲的发生。在日本专利申请公开No.2004-325711中描述的图像拾取装置中，已经存在圆顶形的耐压窗口相对于图像拾取光学系统尺寸增大的趋势。另外，在日本专利申请公开No.2004-252219中，具有衍射光学表面的过滤器附件被附接在图像拾取光学系统的物体侧，以抑制在水中时所产生的横向色像差。但是，衍射光学表面极其难以制造，并且在水中和在陆上都难以获得高光学特性。水下相机需要在水下摄影期间具有良好的便携性和可附接性/可移除性，并且在水下摄影期间产生小的像场弯曲和横向色像差。水下相机还需要在水下摄影和在空气中摄影期间都具有良好的光学特性，以便容易在水下摄影与空气中摄影之间切换，等等。
技术实现思路
根据本专利技术的一个实施例，提供了一种图像拾取装置，包括：图像拾取光学系统，包含保护透镜，保护透镜被布置为最靠近光入射侧并且在光入射侧具有凸形表面；及壳体，被配置为容纳图像拾取光学系统，其中图像拾取光学系统包括孔径光阑以及被布置在孔径光阑的图像侧以便被选择性地放在图像拾取光学系统的光路中的光学系统A和光学系统B，光学系统A和光学系统B具有相互不同的光学特性，其中壳体被配置为隔开壳体外部和壳体内部的介质，并且其中图像拾取装置包括切换单元，切换单元被配置为根据壳体外部的介质来选择性地将光学系统A和光学系统B之一放在图像拾取光学系统的光路中。根据本专利技术的另一实施例，提供了一种图像拾取装置，包括：图像拾取光学系统，包含保护透镜，保护透镜被布置为最靠近光入射侧并且在光入射侧具有凸形表面；及壳体，被配置为容纳图像拾取光学系统，其中图像拾取光学系统包括孔径光阑以及布置在孔径光阑的图像侧以便能可移除地插入图像拾取光学系统的光路中的光学系统C，其中壳体被配置为隔开壳体外部和壳体内部的介质，并且其中图像拾取装置包括插入/移除单元，插入/移除单元被配置为根据壳体外部的介质来将光学系统C插入图像拾取光学系统的光路中或者从中移除。参照附图阅读对示例性实施例的以下描述，本专利技术的更多特征将变得清楚。附图说明图1是根据本专利技术的图像拾取装置的示例1的主要部分的示意图。图2是根据本专利技术的图像拾取装置的示例2的主要部分的示意图。图3A是根据本专利技术的示例1的图像拾取光学系统处于图像拾取状态A的在广角端的透镜截面图。图3B是根据本专利技术的示例1的图像拾取光学系统处于图像拾取状态A的在中间变焦位置的透镜截面图。图3C是根据本专利技术的示例1的图像拾取光学系统处于图像拾取状态A的在望远端的透镜截面图。图4A是根据本专利技术的示例1的图像拾取光学系统处于图像拾取状态A的在广角端的纵向像差图。图4B是根据本专利技术的示例1的图像拾取光学系统处于图像拾取状态A的在中间变焦位置的纵向像差图。图4C是根据本专利技术的示例1的图像拾取光学系统处于图像拾取状态A的在望远端的纵向像差图。图5A是根据本专利技术的示例1的图像拾取光学系统处于图像拾取状态B的在广角端的透镜截面图。图5B是根据本专利技术的示例1的图像拾取光学系统处于图像拾取状态B的在中间变焦位置的透镜截面图。图5C是根据本专利技术的示例1的图像拾取光学系统处于图像拾取状态B的在望远端的透镜截面图。图6A是根据本专利技术的示例1的图像拾取光学系统处于图像拾取状态B的在广角端的纵向像差图。图6B是根据本专利技术的示例1的图像拾取光学系统处于图像拾取状态B的在中间变焦位置的纵向像差图。图6C是根据本专利技术的示例1的图像拾取光学系统处于图像拾取状态B的在望远端的纵向像差图。图7A是根据本专利技术的示例2的图像拾取光学系统处于图像拾取状态A的在广角端的透镜截面图。图7B是根据本专利技术的示例2的图像拾取光学系统处于图像拾取状态A的在中间变焦位置的透镜截面图。图7C是根据本专利技术的示例2的图像拾取光学系统处于图像拾取状态A的在望远端的透镜截面图。图8A是根据本专利技术的示例2的图像拾取光学系统处于图像拾取状态B的在广角端的透镜截面图。图8B是根据本专利技术的示例2的图像拾取光学系统处于图像拾取状态B的在中间变焦位置的透镜截面图。图8C是根据本专利技术的示例2的图像拾取光学系统处于图像拾取状态B的在望远端的透镜截面图。图9A是根据本专利技术的示例2的图像拾取光学系统处于图像拾取状态B的在广角端的纵向像差图。图9B是根据本专利技术的示例2的图像拾取光学系统处于图像拾取状态B的在中间变焦位置的纵向像差图。图9C是根据本专利技术的示例2的图像拾取光学系统处于图像拾取状态B的在望远端的纵向像差图。图10A是根据本专利技术的示例3的图像拾取光学系统处于图像拾取状态A的在广角端的透镜截面图。图10B是根据本专利技术的示例3的图像拾取光学系统处于图像拾取状态A的在中间变焦位置的透镜截面图。图10C是根据本专利技术的示例3的图像拾取光学系统处于图像拾取状态A的在望远端的透镜截面图。图11A是根据本专利技术的示例3的图像拾取光学系统处于图像拾取状态B的在广角端的透镜截面图。图11B是根据本专利技术的示例3的图像拾取光学系统处于图像拾取状态B的在中间变焦位置的透镜截面图。图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像拾取装置，其特征在于，包括：图像拾取光学系统，包含保护透镜，该保护透镜被布置为最靠近光入射侧并且在光入射侧具有凸形表面；以及壳体，被配置为容纳图像拾取光学系统，其中，图像拾取光学系统包含孔径光阑以及光学系统A和光学系统B，光学系统A和光学系统B被布置在孔径光阑的图像侧以被选择性地放在图像拾取光学系统的光路中，光学系统A和光学系统B具有相互不同的光学特性，其中，壳体被配置为隔开壳体外部和壳体内部的介质，并且其中，图像拾取装置还包括切换单元，该切换单元被配置为根据壳体外部的介质来选择性地将光学系统A和光学系统B之一放在图像拾取光学系统的光路中。

【技术特征摘要】
2015.04.07 JP 2015-0783551.一种图像拾取装置，其特征在于，包括：图像拾取光学系统，包含保护透镜，该保护透镜被布置为最靠近光入射侧并且在光入射侧具有凸形表面；以及壳体，被配置为容纳图像拾取光学系统，其中，图像拾取光学系统包含孔径光阑以及光学系统A和光学系统B，光学系统A和光学系统B被布置在孔径光阑的图像侧以被选择性地放在图像拾取光学系统的光路中，光学系统A和光学系统B具有相互不同的光学特性，其中，壳体被配置为隔开壳体外部和壳体内部的介质，并且其中，图像拾取装置还包括切换单元，该切换单元被配置为根据壳体外部的介质来选择性地将光学系统A和光学系统B之一放在图像拾取光学系统的光路中。2.如权利要求1所述的图像拾取装置，其中，保护透镜由壳体固定并保持。3.如权利要求1所述的图像拾取装置，其中，光学系统A和光学系统B中的每一个由至多两个透镜组成。4.如权利要求1所述的图像拾取装置，其中，满足以下条件表达式：0.04<(fA-fB)×G1R1/(fA×fB)<1.80，其中fA表示光学系统A的焦距，fB表示光学系统B的焦距，并且G1R1表示保护透镜的光入射侧的透镜表面的曲率半径。5.如权利要求1所述的图像拾取装置，其中，满足以下条件表达式：0.50<G1R1/L<3.00，其中G1R1表示保护透镜的光入射侧的透镜表面的曲率半径，并且L表示图像拾取光学系统的总透镜长度。6.如权利要求1所述的图像拾取装置，其中，满足以下条件表达式：0.02<KA/L<0.60；以及0.02<KB/L<0.60，其中KA表示当光学系统A被放在图像拾取光学系统的光路中时从最靠近光学系统A的光入射侧的透镜表面的顶点到像平面的距离，KB表示当光学系统B被放在图像拾取光学系统的光路中时从最靠近光学系统B的光入射侧的透镜表面的顶点到像平面的距离，并且L表示图像拾取光学系统的总透镜长度。7.如权利要求1所述的图像拾取装置，其中，光学系统B包含至少一个正透镜，并且其中，满足以下条件表达式：10.0<νdB<62.0，其中νdB表示光学系统B中具有最高折光力的正透镜Bp的材料的Abbe数。8.如权利要求1所述的图像拾取装置，其中，满足以下条件表达式：0.80<fWB/fWA<1.02，其中fWA表示当光学系统A被放在图像拾取光学系统的光路中时图像拾取光学系统的整个系统的焦距，并且fWB表示当光学系统B被放在图像拾取光学系统的光路中时图像拾取光学系统的整个系统的焦距。9.如权利要求1所述的图像拾取装置，其中，当壳体外部的介质是满足以下条件表达式的介质时：1.10<nd<1.50，切换单元被配置为将光学系统B放在图像拾取光学系统的光路中，其中nd表示壳体外部的介质关于d线的折射率。10.如权利要求1所述的图像拾取装置，其中，光学系统A包含至少一个正透镜，并且光学系统B包括至少一个正透镜，并且其中，满足以下条件表达式：1.00<νdA/νdB<5.00，其中νdA表示光学系统A中所包括的所述至少一个正透...

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