光學系統(tǒng)、光學裝置和制造光學系統(tǒng)的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于像捕捉光學系統(tǒng)，諸如數(shù)碼相機、膠片相機和攝像機的最佳光學 系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 近年來，已經(jīng)提出了具有廣角的小型單焦點鏡頭（例如，見專利文獻1)。用于小型 數(shù)碼相機的大多數(shù)變焦鏡頭近來使用可伸縮型鏡筒-當不使用相機時，該鏡筒縮回相機中 的公知鏡筒。此外，正如變焦鏡頭，已經(jīng)提出了當不使用相機時，使鏡筒縮回相機中，并且相 對于無限遠的物點，其焦距不會改變的具有廣角的廣角單焦點鏡頭。
[0003] 現(xiàn)有技術清單
[0004] 專利文獻
[0005] 專利文獻1:日本專利公開號No. 2011-076021 (A)
[0006] 專利文獻2:日本專利公開號No. 2008-40033 (A)

【發(fā)明內容】

[0007] 技術問題
[0008] 然而，在常見廣角鏡頭的情況下，該光學系統(tǒng)的全長（totallength)很長，并且前 透鏡直徑很大。因此，將這種鏡頭用于當不使用時使鏡筒縮回相機的小型相機不利于小型 化這種相機。此外，常見單焦點廣角鏡頭不具有足夠的亮度，并且光學系統(tǒng)的全長很長。
[0009] 鑒于上文，本發(fā)明的目的是提供具有小型化和高光學性能的光學系統(tǒng)和光學裝 置，并且制造該光學系統(tǒng)的方法。
[0010] 技術方案
[0011] 為實現(xiàn)該目的，根據(jù)本發(fā)明的第一方面的光學系統(tǒng)按從物體側的順序，具有：具 有負屈光力的第一透鏡；作為正彎月透鏡并且具有面向物體的凸表面的第二透鏡；孔徑光 闌；以及具有面向物體的凸表面的第三透鏡，并且該光學系統(tǒng)滿足下述條件式。
[0012] 6.6<|fl2/f
[0013] 其中，f12表示所述第一透鏡和所述第二透鏡的合成焦距，以及f?表示所述光學系 統(tǒng)的焦距。
[0014] 在根據(jù)本發(fā)明的第一方面的光學系統(tǒng)中，優(yōu)選所述第一透鏡是具有面向像的凹表 面的負彎月透鏡。
[0015] 在根據(jù)本發(fā)明的第一方面的光學系統(tǒng)中，優(yōu)選所述第三透鏡具有正屈光力。
[0016] 在根據(jù)本發(fā)明的第一方面的光學系統(tǒng)中，優(yōu)選位于離像最近的透鏡的像側表面是 非球面。
[0017] 在根據(jù)本發(fā)明的第一方面的光學系統(tǒng)中，優(yōu)選所述第一透鏡、第二透鏡和第三透 鏡均是球面透鏡。
[0018] 在根據(jù)本發(fā)明的第一方面的光學系統(tǒng)中，優(yōu)選滿足下述條件式。
[0019] 0. 75<{(-fl)/d}/f<l. 20
[0020] 其中，fl表示所述第一透鏡的焦距，以及d表示從所述第一透鏡的物體側表面到 位于離像最近的透鏡的像側表面的光軸上的距離。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面的光學裝置，包括上述光學系統(tǒng)的任何一個。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面的制造光學系統(tǒng)的方法是用于下述光學系統(tǒng)的方法，該光 學系統(tǒng)按從物體側的順序，包括：具有負屈光力的第一透鏡；作為正彎月透鏡并且具有面 向物體的凸表面的第二透鏡；孔徑光闌；和具有面向物體的凸表面的第三透鏡，該方法包 括：將每一透鏡組裝在鏡筒中，使得滿足下述條件式。
[0023] 6. 6<|fl2/f
[0024] 其中，fl2表示所述第一透鏡和所述第二透鏡的合成焦距，以及f?表示所述光學系 統(tǒng)的焦距。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明的第二方面的光學系統(tǒng)，按從物體側的順序，具有：第一透鏡組、孔徑 光闌和第二透鏡組，所述第一透鏡組按從物體側的順序，包括負透鏡和正透鏡；所述第二透 鏡組包括作為面向物體的凸表面的、離物體最近的透鏡表面，以及設置為離像最近的正透 鏡，并且該光學系統(tǒng)滿足下述條件式。
[0026] 0. 172<Llr2/L2r2<0.700
[0027] 其中，Llr2表示所述第一透鏡組的負透鏡的像側透鏡表面的曲率半徑，以及L2r2 表示所述第一透鏡組的正透鏡的像側透鏡表面的曲率半徑。
[0028] 在根據(jù)本發(fā)明的第二方面的光學系統(tǒng)中，優(yōu)選所述第一透鏡組具有正屈光力，以 及所述第一透鏡組的負透鏡具有面向像的凹表面。
[0029] 在根據(jù)本發(fā)明的第二方面的光學系統(tǒng)中，優(yōu)選滿足下述條件式。
[0030] 1. 00<fl/f2<9. 00
[0031] 其中，fl表示所述第一透鏡組的焦距，以及f2表示所述第二透鏡組的焦距。
[0032] 在根據(jù)本發(fā)明的第二方面的光學系統(tǒng)中，優(yōu)選所述第二透鏡組中，設置為離像最 近的正透鏡是具有面向像的凸表面的彎月透鏡。
[0033] 在根據(jù)本發(fā)明的第二方面的光學系統(tǒng)中，優(yōu)選所述第二透鏡組具有至少兩個膠合 透鏡。
[0034] 在根據(jù)本發(fā)明的第二方面的光學系統(tǒng)中，優(yōu)選滿足下述條件式。
[0035] 1. 9<TL/f<2. 5
[0036] 其中，TL表示從所述光學系統(tǒng)中離物體最近的透鏡表面到近軸像面的長度，以及 f表示所述光學系統(tǒng)的焦距。
[0037] 在根據(jù)本發(fā)明的第二方面的光學系統(tǒng)中，優(yōu)選所述第二透鏡組按從物體側的順 序，包括：具有面向物體的凸表面的正透鏡和具有面向像的凹表面的負透鏡的膠合透鏡； 具有面向物體的凹表面的負透鏡和具有面向像的凸表面的正透鏡的膠合透鏡；以及具有面 向像的凸表面的正彎月透鏡。
[0038] 在根據(jù)本發(fā)明的第二方面的光學系統(tǒng)中，優(yōu)選所述第二透鏡組包括為非球面的至 少一個表面。
[0039] 根據(jù)本發(fā)明的第二方面的光學裝置，包括上述光學系統(tǒng)的任何一個。
[0040] 根據(jù)本發(fā)明的第二方面的制造光學系統(tǒng)的方法是制造下述光學系統(tǒng)的方法，該光 學系統(tǒng)按從物體側的順序，包括：第一透鏡組、孔徑光闌和第二透鏡組，該方法包括：將每 一透鏡組裝在鏡筒中，使得所述第一透鏡組按從物體側的順序，包括負透鏡和正透鏡；所述 第二透鏡組包括設置為離物體最近且是面向物體的凸表面的透鏡表面以及設置為離像最 近的正透鏡，并且滿足下述條件式。
[0041] 0. 172<Llr2/L2r2<0. 700
[0042] 其中，Llr2表示所述第一透鏡組的負透鏡的像側透鏡表面的曲率半徑，以及L2r2 表示所述第一透鏡組的正透鏡的像側透鏡表面的曲率半徑。
[0043] 有益效果
[0044] 本發(fā)明能提供小型并且具有高光學性能的光學系統(tǒng)和光學裝置，以及制造該光學 系統(tǒng)的方法。
【附圖說明】
[0045] 圖1是圖示根據(jù)實例1的光學系統(tǒng)的構造的截面圖；
[0046]圖2是示出在聚焦無限遠時，根據(jù)實例1的光學系統(tǒng)的各種像差的圖；
[0047] 圖3是圖示根據(jù)實例2的光學系統(tǒng)的構造的截面圖；
[0048]圖4是示出在聚焦無限遠時，根據(jù)實例2的光學系統(tǒng)的各種像差的圖；
[0049] 圖5是圖示根據(jù)實例3的光學系統(tǒng)的構造的截面圖；
[0050]圖6是示出在聚焦無限遠時，根據(jù)實例3的光學系統(tǒng)的各種像差的圖；
[0051] 圖7示出包括根據(jù)由實例1至3表示的實施例的光學系統(tǒng)的數(shù)碼相機（光學裝 置），其中，圖7A是正視圖，以及圖7B是后視圖；
[0052] 圖8是沿圖7A中的A-A'線的截面圖；
[0053] 圖9是圖示制造根據(jù)由實例1至3表示的實施例的光學系統(tǒng)的方法的流程圖；
[0054] 圖10是圖示根據(jù)實例4的光學系統(tǒng)的構造的截面圖；
[0055]圖11是示出在聚焦無限遠時，根據(jù)實例4的光學系統(tǒng)的各種像差的圖；
[0056] 圖12是圖示根據(jù)實例5的光學系統(tǒng)的構造的截面圖；
[0057]圖13是示出在聚焦無限遠時，根據(jù)實例5的光學系統(tǒng)的各種像差的圖；
[0058] 圖14是圖示根據(jù)實例6的光學系統(tǒng)的構造的截面圖；
[0059] 圖15是示出在聚焦無限遠時，根據(jù)實例6的光學系統(tǒng)的各種像差的圖；
[0060] 圖16是圖示根據(jù)實例7的光學系統(tǒng)的構造的截面圖；
[0061]圖17是示出當聚焦無限遠時，根據(jù)實例7的光學系統(tǒng)的各種像差的圖；
[0062] 圖18是圖示根據(jù)實例8的光學系統(tǒng)的構造的截面圖；
[0063] 圖19是示出當聚焦無限遠時，根據(jù)實例8的光學系統(tǒng)的各種像差的圖；
[0064] 圖20示出包括根據(jù)由實例4至8表示的實施例的光學系統(tǒng)的數(shù)碼相機（光學裝 置），其中，圖20A是正視圖，以及圖20B是后視圖；
[0065] 圖21是沿圖20A中的A-A'線的截面圖；以及
[0066] 圖22是圖示制造根據(jù)由實例4至8表示的實施例的光學系統(tǒng)的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0067] 現(xiàn)在，將參考圖，描述實施例1。
[0068] 如圖1所示，實施例1的光學系統(tǒng)WL按從物體側的順序，包括具有負屈光力物第 一透鏡L1、作為具有面向物體的凸表面的正彎月透鏡的第二透鏡L2、孔徑光闌S和具有面 向物體的凸表面的第三透鏡L3,并且光學系統(tǒng)WL滿足下述條件式（1)。
[0069] 6. 6<|fl2/f-(1)
[0070] 其中，f12表示第一透鏡L1和第二透鏡L2的合成焦距，以及f表示光學系統(tǒng)WL的 焦距。
[0071] 在設計成像光學系統(tǒng)，諸如攝影鏡頭中，通常難以實現(xiàn)更廣視角和更大孔徑，而不 增加光學系統(tǒng)的尺寸。當孔徑變得越大時，變得難以在校正彗差和像散的同時，校正球面像 差。此外，如果加寬視角而不增加光學系統(tǒng)的尺寸，變得難以校正球面像差、像散和各種色 差。
[0072] 在具有上述構造的根據(jù)該實施例的光學系統(tǒng)WL中，然而，能在不使用相機時， 使鏡筒縮回到相機中，即使光學系統(tǒng)的尺寸小，也能實現(xiàn)亮度（Fno:約2. 8)和廣角（約 75° )，并且使用少量透鏡，能良好地校正球面像差、彗差和色差。此外，通過最小化縮回狀 態(tài)中的鏡筒部分的厚度，該光學系統(tǒng)WL有助于使相機更薄。
[0073]將光學系統(tǒng)WL設計成反焦型（retrofocustype)，其中，使具有正屈光力的透 鏡組設置為比具有屈光力的第一透鏡L1更接近像，因此，能抑制包括彗差和場曲的各種像 差，并且即使光學系統(tǒng)的尺寸小，也能增加視角。
[0074] 此外，孔徑光闌S設置在第二透鏡L2的像側上，因此，能在保持最接近物體的第一 透鏡L1的有效直徑小的同時，良好地校正畸變和場曲。
[0075] 條件式（1)規(guī)定第一透鏡L1和第二透鏡L2的合成焦距。通過滿足條件式（1)，能 減少彗差和畸變。
[0076] 如果當未到達條件式（1)的下限值時，合成焦距H2是為正值，那么第二透鏡L2 的屈光力變得太高。這增加了第二透鏡的像側表面的曲率半徑，因此，向外彗差增加并且校 正這種情形變得困難。如果當未達到條件式（1)的下限值時，合成焦距H2為負值，第二透 鏡L2的屈光力變得過低。這