光学系统和摄像设备技术方案

本发明专利技术提供一种光学系统和摄像设备。光学系统包括一个或多个正透镜和一个或多个负透镜。第一正透镜是一个或多个正透镜中的被配置成最靠近物体的正透镜。第一负透镜是被配置在第一正透镜的像侧并且在一个或多个负透镜中被配置成最靠近物体的负透镜。第一正透镜的物体侧面和像侧面中至少之一是非球面。此时，定义了光学系统(L0)的总透镜长度、光学系统(L0)的焦距和从第一正透镜的像侧面到第一负透镜的物体侧面的光轴上的距离(Dpn)之间的关系。的物体侧面的光轴上的距离(Dpn)之间的关系。的物体侧面的光轴上的距离(Dpn)之间的关系。

【技术实现步骤摘要】
光学系统和摄像设备
[0001](本申请是申请日为2020年8月5日、申请号为202010779854X、专利技术名称为“光学系统和摄像设备”的申请的分案申请。)


[0002]本专利技术涉及光学系统和摄像设备。

技术介绍

[0003]摄像设备中所使用的光学系统需要是小型且轻量的，并且具有能够令人满意地校正包括色像差的各种类型的像差的高光学性能。已知诸如远摄型光学系统等的光学系统，其中在物体侧配置了具有正屈光力的光学系统，并且在像侧配置了具有负屈光力的光学系统。然而，在远摄型光学系统中，随着焦距变长，光学系统大型化，并且大直径的透镜或重的透镜的使用使得整个光学系统的重量更有可能增加。
[0004]日本特开2019
‑
8047讨论了通过设计被配置在光阑的物体侧的透镜的结构来进行轻量化的光学系统。
[0005]用于实现光学系统中的进一步轻量化的方法一般包括减少光学系统中所包括的透镜的数量的方法、以及使用具有弱屈光力的透镜形成光学系统的方法。然而，在前一种情况下，各透镜的屈光力必须变得更强，并且各种类型的像差变得更有引起图像劣化，而在后一种情况下，光学系统的总透镜长度变得更长，并且光学系统变得更有可能大型化。

技术实现思路

[0006]本专利技术是鉴于上述问题而设计的，并且旨在提供小型且轻量并且具有高的光学特性的光学系统。
[0007]根据本专利技术的方面，一种光学系统，包括：一个或多个正透镜；以及一个或多个负透镜，其中，所述一个或多个正透镜中的被配置成最靠近物体的正透镜是第一正透镜，以及被配置在所述第一正透镜的像侧并且在所述一个或多个负透镜中被配置成最靠近所述物体的负透镜是第一负透镜，其中，所述第一正透镜的物体侧面和像侧面中至少之一是非球面，以及其中，满足以下条件式：0.20<LD/f<1.00以及0.382<Dpn/LD<0.800，其中，LD是所述光学系统的总透镜长度，f是所述光学系统的焦距，以及Dpn是从所述第一正透镜的像侧面到所述第一负透镜的物体侧面的在光轴上的距离。
[0008]根据本专利技术的方面，一种摄像设备，包括：上述光学系统；以及图像传感器，其被配置为接收所述光学系统所形成的图像。
[0009]根据以下参考附图对典型实施例的说明，本专利技术的其它特征将变得明显。
附图说明
[0010]图1是根据第一实施例的光学系统的截面图。
[0011]图2是根据第一实施例的光学系统的像差图。
[0012]图3是根据第二实施例的光学系统的截面图。
[0013]图4是根据第二实施例的光学系统的像差图。
[0014]图5是根据第三实施例的光学系统的截面图。
[0015]图6是根据第三实施例的光学系统的像差图。
[0016]图7是根据第四实施例的光学系统的截面图。
[0017]图8是根据第四实施例的光学系统的像差图。
[0018]图9是根据第五实施例的光学系统的截面图。
[0019]图10是根据第五实施例的光学系统的像差图。
[0020]图11是根据第六实施例的光学系统的截面图。
[0021]图12是根据第六实施例的光学系统的像差图。
[0022]图13是根据第七实施例的光学系统的截面图。
[0023]图14是根据第七实施例的光学系统的像差图。
[0024]图15是根据第八实施例的光学系统的截面图。
[0025]图16是根据第八实施例的光学系统的像差图。
[0026]图17是摄像设备的示意图。
[0027]图18是针对非球面形状的条件式的计算方法的说明图。
具体实施方式
[0028]以下，将基于附图来说明根据本专利技术的实施例的光学系统以及包括该光学系统的摄像设备。
[0029][光学系统的实施例][0030]根据各实施例的光学系统是诸如数字静态照相机、广播照相机、银盐胶片照相机或监视照相机等的摄像设备中所使用的摄像光学系统。
[0031]图1、3、5、7、9、11、13和15是根据第一实施例至第八实施例的各光学系统L0在聚焦于无限远处物体的状态下的截面图。在各截面图中，左侧与物体侧(前侧)相对应，并且右侧与像侧(后侧)相对应。孔径光阑SP确定(限制)开放F值(Fno)的光束。在从无限远处物体向最近距离物体调焦时，调焦透镜单元在各图中的箭头所指示的方向上移动。当光学系统L0用作诸如数字静态照相机或数字摄像机等的摄像光学系统时，像面IP用作诸如电荷耦合器件(CCD)传感器或互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器等的固态图像传感器(光电转换元件)的摄像面。当光学系统L0用作卤化银胶片照相机的摄像光学系统时，像面IP与胶片面相对应。
[0032]图2、4、6、8、10、12、14和16是根据第一实施例至第八实施例的各光学系统L0在聚焦于无限远处物体的状态下的像差图。在球面像差图中，“Fno”表示F值，并示出针对d线(波长：587.56nm)和g线(波长：435.8nm)的球面像差量。在像散图中，ΔS表示弧矢像面上的像散量，以及ΔM表示子午像面上的像散量。在畸变像差图中，示出针对d线的畸变像差量。在色像差图中，示出针对g线的畸变像差量。在这些图中，“ω”表示通过近轴计算而获得的摄像半视角(
°
)。
[0033]为了获得小型且轻量并且具有高的光学特性的光学系统L0，适当地定义被配置成相对靠近物体并且趋于具有大直径的透镜的面形状和布置变得很重要。
[0034]鉴于以上，根据本实施例的光学系统L0包括正透镜(第一正透镜)Gp1以及被配置在正透镜Gp1的像侧的负透镜(第一负透镜)Gn1。正透镜Gp1是光学系统L0所包括的正透镜中的被配置成最靠近物体的正透镜。负透镜Gn1是光学系统L0所包括的负透镜中的被配置成最靠近物体的负透镜。通过将负透镜Gn1配置在正透镜Gp1的像侧来形成远摄型光学系统，可以缩短光学系统L0的总透镜长度并通过负透镜Gn1校正在正透镜Gp1中发生的各种类型的像差。
[0035]此外，在根据本实施例的光学系统L0中，正透镜Gp1的物体侧面和像侧面中至少之一是非球面。利用这种结构，可以减少在正透镜Gp1中发生的诸如球面像差和彗星像差等的各种类型的像差的发生。特别地，期望正透镜Gp1具有负屈光力从面顶点朝向周边(正透镜Gp1的外周)变得更强的形状。利用这种结构，可以增强球面像差和彗星像差的减少效果。
[0036]此外，根据本实施例的光学系统L0满足以下条件式(1)和(2)。
[0037]0.20<LD/f<1.00
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(1)
[0038]0.382<Dpn/LD<0.800
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(2)
[0039]在条件式中，“LD”是光学系统L0的总透镜长度，“f”是光学系统L0的焦距，以及“Dpn”是从正透镜Gp本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学系统，包括：一个或多个正透镜；以及一个或多个负透镜，其中，所述一个或多个正透镜中的被配置成最靠近物体的正透镜是第一正透镜，以及被配置在所述第一正透镜的像侧并且在所述一个或多个负透镜中被配置成最靠近所述物体的负透镜是第一负透镜，其中，所述第一正透镜的物体侧面和像侧面中至少之一是非球面，其中，所述第一正透镜的物体侧面是面向物体侧的凸面，以及其中，满足以下条件式：0.20<LD/f<1.00，以及0.382<Dpn/LD<0.800，其中，LD是所述光学系统的总透镜长度，f是所述光学系统的焦距，并且Dpn是从所述第一正透镜的像侧面到所述第一负透镜的物体侧面的在光轴上的距离。2.根据权利要求1所述的光学系统，其中，满足以下条件式：1.493<Ndp1<1.700，以及55.0<νdp1<96.0，其中，Ndp1是针对所述第一正透镜的材料的d线的折射率，以及νdp1是基于所述材料的d线的阿贝数。3.根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述光学系统包括两个或更多个正透镜，以及所述两个或更多个正透镜中的被配置成从物体侧起的第二个的正透镜是第二正透镜，以及其中，满足以下条件式：1.400<Ndp2<1.630，以及61.0<νdp2<96.0，其中，Ndp2是针对所述第二正透镜的材料的d线的折射率，以及νdp2是基于所述材料的d线的阿贝数。4.根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述光学系统包括三个或更多个正透镜，以及所述三个或更多个正透镜中的被配置成从物体侧起的第三个的正透镜是第三正透镜，以及其中，满足以下条件式：1.400<Ndp3<1.630，以及61.0<νdp3<96.0，其中，Ndp3是针对所述第三正透镜的材料的d线的折射率，以及νdp3是基于所述材料的d线的阿贝数。5.根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述光学系统包括四个或更多个正透镜，以及被配置在第三正透镜的像侧的正透镜是第四正透镜，所述第三正透镜被配置成所述四个或更多个正透镜中的从物体侧起的第三个，以及其中，满足以下条件式：
1.400<Ndp4<1.630，以及50.0<νdp4<96.0，其中，Ndp4是针对所述第四正透镜的材料的d线的折射率，以及νdp4是基于所述材料的d线的阿贝数。6.根据权利要求1所述的光学系统，其中，满足以下条件式：1.600<Ndn1<1.950，以及20.0<νdn1<50.0，其中，Ndn1是针对所述第一负透镜的材料的d线的折射率，以及νdn1是基于所述材料的d线的阿贝数。7.根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述光学系统包括从物体侧到像侧顺次配置的第一透镜单元、第二透镜单元和第三透镜单元，所述第一透镜单元具有正屈光力并且不会为了调焦而移动，所述第二透镜单元具有正屈光力或负屈光力并且为了调焦而移动，以及所述第三透镜单元具有正屈光力或负屈光力并且不会为了调焦而移动。8.根据权利要求7所述的光学系统，其中，所述光学系统包括四个或更多个正透镜，被配置在第三正透镜的像侧的正透镜是第四正透镜，所述第三正透镜被配置成所述四个或更多个正透镜中的从物体侧起的第三个，以及所述第三透镜单元包括所述第四正透镜和被配置在所述第四正透镜的像侧的负透镜。9.根据权利要求8所述的光学系统，其中，所述第三透镜单元包括被配置在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：岩本俊二，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：