光学系统及光学设备技术方案

本实用新型专利技术提供了一种光学系统，从物侧到像侧依次配置：前群透镜组、孔径光阑和后群透镜组；在所述后群透镜组最接近所述物侧至少配置一片正透镜Lrp，满足以下条件式：

Optical system and optical equipment

The utility model provides an optical system, which is arranged from the object side to the image side in turn: a front group lens group, an aperture aperture and a rear group lens group, and at least one positive lens Lrp is configured at least on the side of the rear group lens group to satisfy the following condition formula:

【技术实现步骤摘要】
光学系统及光学设备
本技术属于光学
，具体涉及光学系统及光学设备。
技术介绍
近年，在用于图像拾取设备(诸如视频照相机)的照相光学系统和用于图像投影设备(诸如投影仪)的投影光学系统中，具有大视场范围的图像拾取和图像投影能力的所谓广角光学系统被广泛需求。在物侧配置具有负光焦度的透镜组，在像侧配置具有正光焦度透镜组的光学系统，通常被称为反向望远系统(Retro-Focussystem)，由于其具有焦点距离短，视场角大，后截距长等特点，作为常见的广角光学系统所被人熟知。由于在孔径光阑靠近物侧的前群透镜组的光焦度为负，而在孔径光阑像方的后群透镜组的光焦度为正，造成反向望远系统光焦度的配置呈非对称性，使前后群透镜组的像差无法抵消，造成系统的诸像差变大，成像性能的劣化。特别是在反向望远系统中，由于前后群透镜组的负方向畸变相互叠加，造成桶形畸变，对成像质量影响极大。因此，一般在具有负光焦度的透镜组与孔径光阑之间配置具有正光焦度的透镜组，通过引入正方向的畸变以降低畸变像差。然而为了产生大角度的光线折转，往往需要过剩的正光焦度，致使前群透镜组具有正的光焦度，在光学系统中引入大量正方向的倍率色差，特别是由于二级光谱的校正不足造成g线和F线对d线产生正方向偏移，造成系统成像性能的低下。为了降低正方向的倍率色差，在负光焦度的透镜组中引入低色散和高异常部分色散比的玻璃材料，能够在校正C线和F线之间的倍率色差的同时减小g线和F线之间的倍率色差，满足光学系统的成像要求，但是由于此类玻璃材料的折射率过低，容易引起球差为代表的诸像差的校正不足，造成系统性能劣化。
技术实现思路
本技术中，为了消除上述现有技术的问题点，其目的在于提供一种色差和赛德尔五像差都能被良好地校正，具有优异成像性能的光学系统和具有该光学系统的光学设备。本技术提供了一种光学系统，从物侧到像侧依次配置有前群透镜组、孔径光阑和后群透镜组，在所述后群透镜组最接近所述物侧至少配置一片正透镜Lrp，满足以下条件式υrp＜25(1b)，和Δθrp＞0.015(1c)，其中：F表示所述光学系统的焦距，Ff表示所述前群透镜组的焦距，Fr表示所述后群透镜组的焦距，υrp和Δθrp分别表示所述正透镜Lrp玻璃材料的阿贝数和部分色散比差。玻璃材料阿贝数υd和部分色散比θgF的定义为：和其中：ng,nF,nd,nC分别为波长g线(435.8nm)，F线(486.1nm)，d线(587.6nm)，C线(656.3nm)时玻璃材料的折射率。一般玻璃材料的阿贝数与部分色散比成反比关系，其关系式表达为：ΔgF＝-1.61783×10-3×υd+0.64146。而当材料存在异常色散特性时，其部分色差比的值与玻璃图上绘制的标准线之间的差被称为部分色散比差ΔθgF，其关系式表达为：ΔθgF＝θgF+1.61783×10-3×υd-0.64146。条件式(1a)通过合理设定孔径光阑物侧的前群透镜组和孔径光阑像方的后群透镜组的光焦度，能够容易地将光学系统的像方主点设在最接近像方透镜的像侧，实现全光学系统的焦点距离比最接近像方透镜到像面的距离更短，使系统满足对视场角及后截距的要求。由于规定了孔径光阑物侧的前群透镜组的光焦度在一定范围内变化，能够随着像高的增大使g线在像面上朝负方向偏移，减小g线和F线之间的倍率色差。当小于条件式(1a)的下限时，前后群透镜组的光焦度过小，不利于光学系统全长的短缩。当大于条件式(1a)的上限时，则前后群透镜组的光焦度过大，不利于像差校正，造成整个系统的成像性能低下。但是条件式(1a)也容易造成g线与F线之间的位置色差增加，不利于中心成像性能，因此条件式(1b)和(1c)通过合理设定孔径光阑像侧的正透镜Lrp的阿贝数和部分色散比差，对光学系统的位置色差进行良好地校正。当条件式(1b)和(1c)超出设定范围时，正透镜的阿贝数过大，异常部分色散比差过小，则对位置色差的校正不足，造成光学系统中心成像性能低下。优选地，在所述前群透镜组最接近所述像侧至少配置一片具有正透镜Lfp，该透镜材料的折射率和阿贝数分别用nfp和vfp表示，满足以下条件式：1.65＜nfp＜1.76(2a)，和25＜vfp＜35(2b)。条件式(2a)和(2b)通过合理设定孔径光阑物侧正透镜材料的折射率和阿贝数，将光学系统的位置色差和倍率色差控制在一定的范围内。若超过公式(2a)的上限时，则正透镜的光焦度过大，倍率色差向正方向移动，造成倍率色差的校正不足，周边成像性能低下。若超过公式(2a)的下限时，则正透镜的光焦度过小，畸变向负方向移动，造成畸变校正不足，周边成像性能低下。若超过公式(2b)的上限时，则正透镜材料的色散过小，造成位置色差的校正不足，中心成像性能低下。若超过公式(2b)的下限时，则正透镜材料的色散过大，造成位置色差的校正过剩，中心成像性能低下。优选地，所述前群透镜组满足以下的条件式：条件式(3)通过合理设定前群透镜组的光焦度，能够容易实现短焦距和长后截距的要求。若超过公式(3)的下限时，前群透镜组的光焦度过小，则光路长度增加，不利于光学系统的小型化。若超过公式(3)的上限时，前群透镜组的光焦度过大，则产生像差无法靠后群透镜组校正，系统成像性能低下。优选地，在本技术的光学系统中，从所述物侧到所述像侧依次配置：具有负光焦度的第一透镜组、具有正光焦度的第二透镜组和具有正光焦度的第三透镜组，在调焦过程中所述第三透镜组沿着光轴移动，所述第一透镜组和所述第二透镜组相对于像面均被固定。该光学结构，在调焦过程中无需移动孔径光阑，保证入瞳位置的同时，降低调焦机械结构的负载，有利于光学系统和具有该光学系统设备的小型化和轻量化。优选地，所述第三透镜组至少配置一片正透镜，该第三透镜组的正透镜材料的阿贝数平均值和部分色散比差平均值分别用AVE(υL3P)和AVE(ΔL3P)表示，满足以下条件式：AVE(υL3P)>60(4a)，和AVE(ΔθL3P)>0.015(4b)。条件式(4a)和(4b)通过合理设定调焦群内正透镜玻璃材料的阿贝数和部分色散比差，将光学系统的位置色差和倍率色差控制在一定的范围内。若超过公式(4a)的下限时，正透镜的色散过大，在调焦过程中C线和F线相对于d线的变化量大，造成光学系统成像性能低下。若超过公式(4b)的下限时，正透镜的部分色散比过小，二级光谱校正不足，在调焦过程中g线的变化较大，造成系统成像性能低下。优选地，所述第一透镜组从物侧起连续配置至少两片负透镜，该负透镜材料的阿贝数的平均值和部分色散差比的总和分别用AVE(υL1N)和SUM(ΔθL1N)表示，满足以下条件式：40<AVE(UL1N)<60(5a)，和SUM(ΔθL1N)<0.00(5b)。条件式(5a)和(5b)通过合理设定第一透镜组内负透镜材料的阿贝数和部分色散比差，将光学系统的位置色差和倍率色差控制在一定的范围内。若超过公式(5a)的上限时，则负透镜的色散过小，则倍率色差的校正不足，系统成像性能低下。若超过公式(5a)的下限时，则负透镜的色散过大，则倍率色差的校正过剩，系统成像性能低下。若超过公式(5b)的上限时，负透镜材料的部分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学系统，其特征在于，从物侧到像侧依次配置：前群透镜组、孔径光阑和后群透镜组；在所述后群透镜组最接近所述物侧至少配置一片正透镜Lrp，满足以下条件式：

【技术特征摘要】
1.一种光学系统，其特征在于，从物侧到像侧依次配置：前群透镜组、孔径光阑和后群透镜组；在所述后群透镜组最接近所述物侧至少配置一片正透镜Lrp，满足以下条件式：υrp＜25，和Δθrp＞0.015，其中：F表示所述光学系统的焦距，Ff表示所述前群透镜组的焦距，Fr表示所述后群透镜组的焦距，υrp和Δθrp分别表示所述正透镜Lrp材料的阿贝数和部分色散比差。2.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，在所述前群透镜组最接近所述像侧至少配置一片正透镜Lfp，所述正透镜Lfp材料的折射率和阿贝数分别用nfp和vfp表示，满足以下条件式：1.65<nfp<1.76，和25<vfp<35。3.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述前群透镜组满足以下条件式：4.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，从所述物侧到所述像侧依次配置：具有负光焦度的第一透镜组、具有正光焦度的第二透镜组和具有正光焦度的第三透镜组，在调焦过程中所述第三透镜组沿着光轴移动，所述第一透镜组和所述第二透镜组相对于像面均被固定。5.根据权利要求4所述的光学系统，其特征在于，所述第三透镜组至少配置...

【专利技术属性】
技术研发人员：虞翔，
申请(专利权)人：深圳市永诺摄影器材股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44