本發(fā)明涉及光學(xué)系統(tǒng)、具有該光學(xué)系統(tǒng)的攝像裝置以及光學(xué)系統(tǒng)的制造方法。
背景技術(shù):
以往,公開有許多所謂后焦點式鏡頭(例如,參照專利文獻1)。
現(xiàn)有技術(shù)文獻
專利文獻
專利文獻1:日本國特開2011-170128號公報
技術(shù)實現(xiàn)要素:
發(fā)明所要解決的課題
但是,以往的后焦點式鏡頭對彗差的校正不充分。
用于解決課題的手段
根據(jù)本發(fā)明的第1方式,光學(xué)系統(tǒng)沿著光軸從物體側(cè)依次具備:第1透鏡組,具有正的光焦度,在進行對焦時相對于像面被固定;以及第2透鏡組,具有正的光焦度,在進行對焦時沿著光軸移動,所述第1透鏡組具備:第1部分透鏡組,具有至少兩個正透鏡,且具有正的光焦度;以及負透鏡,所述第2透鏡組具備:至少一個彎月形狀的透鏡,凸面朝向物體側(cè);至少一個負透鏡,相比所述彎月形狀的透鏡配置于像面?zhèn)?;?部分透鏡組,與所述至少一個負透鏡中的負的光焦度最強的負透鏡的像面?zhèn)认噜彽嘏渲?,具有至少一個正透鏡,且具有正的光焦度;以及接合透鏡,配置在所述第2部分透鏡組的像面?zhèn)?,通過多個透鏡接合而成,且具有正的光焦度,所述第2部分透鏡組的最靠像面?zhèn)鹊耐哥R面和所述接合透鏡的最靠物體側(cè)的透鏡面形成為凸向像面?zhèn)鹊男螤睿⒏糁諝忾g隔彼此相對,且滿足以下的條件式:
-1.00<(rbc2-rbc1)/(rbc2+rbc1)<0.00
其中,
rbc1:所述第2部分透鏡組的最靠像面?zhèn)鹊乃鐾哥R面的曲率半徑,
rbc2:所述接合透鏡的最靠物體側(cè)的所述透鏡面的曲率半徑。
根據(jù)本發(fā)明的第2方式,優(yōu)選的是,在第1方式的光學(xué)系統(tǒng)中,滿足以下的條件式:
0.00<|(ra2-ra1)/(ra2+ra1)|<1.00
其中,
ra1:所述彎月形狀的透鏡的物體側(cè)透鏡面的曲率半徑,
ra2:所述彎月形狀的透鏡的像面?zhèn)韧哥R面的曲率半徑。
根據(jù)本發(fā)明的第3方式,優(yōu)選的是,在第1或第2方式的光學(xué)系統(tǒng)中,滿足以下的條件式:
0.40<f2/f0<1.00
其中,
f2:所述第2透鏡組的焦距,
f0:無限遠對焦時的整個系統(tǒng)的焦距。
根據(jù)本發(fā)明的第4方式,優(yōu)選的是,在第1至第3中的任意一個方式的光學(xué)系統(tǒng)中,滿足以下的條件式:
0.80<f1/f0<10.00
其中,
f1:所述第1透鏡組的焦距,
f0:無限遠對焦時的整個系統(tǒng)的焦距。
根據(jù)本發(fā)明的第5方式,優(yōu)選的是,在第1至第4中的任意一個方式的光學(xué)系統(tǒng)中,滿足以下的條件式:
55.00<νd1a
其中,
νd1a:所述第1部分透鏡組中的所述至少兩個正透鏡的阿貝數(shù)的平均值。
根據(jù)本發(fā)明的第6方式,優(yōu)選的是,在第1至第5中的任意一個方式的光學(xué)系統(tǒng)中,滿足以下的條件式:
50.00<νd2b
其中,
νd2b:所述第2部分透鏡組中的所述至少一個正透鏡的阿貝數(shù)的平均值。
根據(jù)本發(fā)明的第7方式,優(yōu)選的是,在第1至第6中的任意一個方式的光學(xué)系統(tǒng)中,滿足以下的條件式:
0.50<f2c/f0<3.00
其中,
f2c:所述接合透鏡的焦距,
f0:無限遠對焦時的整個系統(tǒng)的焦距。
根據(jù)本發(fā)明的第8方式,優(yōu)選的是,在第1至第7中的任意一個方式的光學(xué)系統(tǒng)中,所述接合透鏡具備至少一個正透鏡和至少一個負透鏡,且滿足以下的條件式:
0.10<n2cp-n2cn<0.50
其中,
n2cp:所述接合透鏡的所述至少一個正透鏡中配置在最靠像面?zhèn)鹊南衩鎮(zhèn)日哥R的對d線的折射率,
n2cn:所述接合透鏡的所述至少一個負透鏡中與所述像面?zhèn)日哥R的物體側(cè)接合的負透鏡的對d線的折射率。
根據(jù)本發(fā)明的第9方式,優(yōu)選的是,在第1至第8中的任意一個方式的光學(xué)系統(tǒng)中,在比所述第1透鏡組靠像面?zhèn)忍幘哂袥Q定f值的孔徑光闌。
根據(jù)本發(fā)明的第10方式,優(yōu)選的是,在第1至第8中的任意一個方式的光學(xué)系統(tǒng)中,在所述第2透鏡組中具有決定f值的孔徑光闌。
根據(jù)本發(fā)明的第11方式,優(yōu)選的是,在第1至第8中的任意一個方式的光學(xué)系統(tǒng)中,在所述彎月形狀的透鏡與配置在所述第2透鏡組中的所述至少一個負透鏡中配置在最靠物體側(cè)的負透鏡之間,具有決定f值的孔徑光闌。
根據(jù)本發(fā)明的第12方式,優(yōu)選的是,在第1至第11中的任意一個方式的光學(xué)系統(tǒng)中,具備至少一個非球面。
根據(jù)本發(fā)明的第13方式,優(yōu)選的是,在第1至第12中的任意一個方式的光學(xué)系統(tǒng)中,在光學(xué)面的至少一面設(shè)置有增透膜,所述增透膜包含至少一層使用濕法形成的層。
根據(jù)本發(fā)明的第14方式,優(yōu)選的是,在第13方式的光學(xué)系統(tǒng)中,所述增透膜為多層膜,所述使用濕法形成的層為構(gòu)成所述多層膜的層中的最靠表面?zhèn)鹊膶印?/p>
根據(jù)本發(fā)明的第15方式,優(yōu)選的是,在第13或第14方式的光學(xué)系統(tǒng)中,在設(shè)所述使用濕法形成的層的對d線(波長λ=587.6nm)的折射率為nd時,nd為1.30以下。
根據(jù)本發(fā)明的第16方式,優(yōu)選的是,在第13至第15中的任意一個方式的光學(xué)系統(tǒng)中,設(shè)置有所述增透膜的所述光學(xué)面為從孔徑光闌觀察時呈凹形狀的透鏡面。
根據(jù)本發(fā)明的第17方式,優(yōu)選的是,在第16方式的光學(xué)系統(tǒng)中,所述從孔徑光闌觀察時呈凹形狀的透鏡面為像面?zhèn)鹊耐哥R面。
根據(jù)本發(fā)明的第18方式,優(yōu)選的是,在第16方式的光學(xué)系統(tǒng)中,所述從孔徑光闌觀察時呈凹形狀的透鏡面為物體側(cè)的透鏡面。
根據(jù)本發(fā)明的第19方式,優(yōu)選的是,在第13至第18中的任意一個方式的光學(xué)系統(tǒng)中,設(shè)置有所述增透膜的所述光學(xué)面為從物體側(cè)觀察時呈凹形狀的透鏡面。
根據(jù)本發(fā)明的第20方式,優(yōu)選的是,在第13至第18中的任意一個方式的光學(xué)系統(tǒng)中,設(shè)置有所述增透膜的所述光學(xué)面為從像面?zhèn)扔^察時呈凹形狀的透鏡面。
根據(jù)本發(fā)明的第21方式,提供一種攝像裝置,具備第1至第20中的任意一個方式的光學(xué)系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的第22方式,光學(xué)系統(tǒng),沿著光軸從物體側(cè)依次具備:第1透鏡組,具有正的光焦度,在進行對焦時相對于像面在光軸方向上被固定;第2透鏡組,具有正的光焦度,為了進行對焦而沿著光軸移動;以及第3透鏡組,具有正的光焦度,在進行對焦時,相對于像面在光軸方向上被固定,所述第1透鏡組具備部分透鏡組和負透鏡,所述部分透鏡組具有至少兩個正透鏡且作為整體具有正的光焦度,所述第2透鏡組從物體側(cè)起具備正透鏡、負透鏡以及具有正的光焦度的接合透鏡,所述第3透鏡組具備接合透鏡,且滿足以下的條件式:
-1.00<(r2nb+r2na)/(r2nb-r2na)<0.00
其中,
r2na:所述第2透鏡組中的所述負透鏡的物體側(cè)透鏡面的曲率半徑,
r2nb:所述第2透鏡組中的所述負透鏡的像側(cè)透鏡面的曲率半徑。
根據(jù)本發(fā)明的第23方式,優(yōu)選的是,在第22方式的光學(xué)系統(tǒng)中,滿足以下的條件式:
0.35<f2/f1<1.00
其中,
f2:所述第2透鏡組的焦距,
f1:所述第1透鏡組的焦距。
根據(jù)本發(fā)明的第24方式,優(yōu)選的是,在第22或第23方式的光學(xué)系統(tǒng)中,滿足以下的條件式:
0.00<x2/f2<0.10
其中,
x2:從無限遠對焦狀態(tài)向成像倍率β=-1/30倍進行對焦時的所述第2透鏡組的移動量,
f2:所述第2透鏡組的焦距。
根據(jù)本發(fā)明的第25方式,優(yōu)選的是,在第22至第24的方式的光學(xué)系統(tǒng)中,滿足以下的條件式:
1.00<f3/f0<20.00
其中,
f3:所述第3透鏡組的焦距,
f0:無限遠對焦時的整個系統(tǒng)的焦距。
根據(jù)本發(fā)明的第26方式,優(yōu)選的是,在第22至第25中的任意一個方式的光學(xué)系統(tǒng)中,所述第2透鏡組中的所述接合透鏡通過將負透鏡與正透鏡接合而成,且滿足以下的條件式:
0.10<n24-n23<0.50
其中,
n23:構(gòu)成所述第2透鏡組中的所述接合透鏡的所述負透鏡的對d線的折射率,
n24:構(gòu)成所述第2透鏡組中的所述接合透鏡的所述正透鏡的對d線的折射率。
根據(jù)本發(fā)明的第27方式,優(yōu)選的是,在第22至第26中的任意一個方式的光學(xué)系統(tǒng)中,所述第3透鏡組中的所述接合透鏡具備配置在最靠物體側(cè)的物體側(cè)正透鏡以及與所述物體側(cè)正透鏡的像側(cè)接合的負透鏡,且滿足以下的條件式:
0.10<n31-n32<0.50
其中,
n31:所述物體側(cè)正透鏡的對d線的折射率,
n32:與所述物體側(cè)正透鏡的像側(cè)接合的所述負透鏡的對d線的折射率。
根據(jù)本發(fā)明的第28方式,優(yōu)選的是,在第22至第27為止的方式的光學(xué)系統(tǒng)中,滿足以下的條件式:
57.00<νd1a
其中,
νd1a:所述部分透鏡組中的所述至少兩個正透鏡的阿貝數(shù)的平均值。
根據(jù)本發(fā)明的第29方式,優(yōu)選的是,在第22至第28中的任意一個方式的光學(xué)系統(tǒng)中,在比所述第1透鏡組靠像側(cè)處具有決定f值的孔徑光闌。
根據(jù)本發(fā)明的第30方式,優(yōu)選的是,在第22至第28中的任意一個方式的光學(xué)系統(tǒng)中,在所述第2透鏡組中具有決定f值的孔徑光闌。
根據(jù)本發(fā)明的第31方式,優(yōu)選的是,在第22至第28中的任意一個方式的光學(xué)系統(tǒng)中,在所述第2透鏡組中的所述正透鏡與所述負透鏡之間,或者,在所述第2透鏡組中的所述負透鏡與所述接合透鏡之間,具有決定f值的孔徑光闌。
根據(jù)本發(fā)明的第32方式,優(yōu)選的是,在第22至第31中的任意一個方式的光學(xué)系統(tǒng)中,具備至少一個非球面。
根據(jù)本發(fā)明的第33方式,提供一種攝像裝置,具備第22至第32中的任意一個方式的光學(xué)系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的第34方式,提供一種光學(xué)系統(tǒng)的制造方法,該光學(xué)系統(tǒng)沿著光軸從物體側(cè)依次具備第1透鏡組和第2透鏡組,所述第1透鏡組具有正的光焦度且在進行對焦時相對于像面被固定,所述第2透鏡組具有正的光焦度且在進行對焦時沿著光軸移動,所述光學(xué)系統(tǒng)的制造方法的特征在于,使得所述第1透鏡組具備:第1部分透鏡組,具有至少兩個正透鏡,且具有正的光焦度;以及負透鏡,使得所述第2透鏡組具備:至少一個彎月形狀的透鏡,凸面朝向物體側(cè);至少一個負透鏡,相比所述彎月形狀的透鏡配置于像面?zhèn)?;?部分透鏡組,與所述至少一個負透鏡中負的光焦度最強的負透鏡的像面?zhèn)认噜彽嘏渲?,具有至少一個正透鏡,且具有正的光焦度;以及接合透鏡,配置在所述第2部分透鏡組的像面?zhèn)?,通過多個透鏡接合而成,且具有正的光焦度,使得所述第2部分透鏡組的最靠像面?zhèn)鹊耐哥R面和所述接合透鏡的最靠物體側(cè)的透鏡面形成為凸向像面?zhèn)鹊男螤?,并隔著空氣間隔彼此相對,且使得所述光學(xué)系統(tǒng)滿足以下的條件式:
-1.00<(rbc2-rbc1)/(rbc2+rbc1)<0.00
其中,
rbc1:所述第2部分透鏡組的最靠像面?zhèn)鹊乃鐾哥R面的曲率半徑,
rbc2:所述接合透鏡的最靠物體側(cè)的所述透鏡面的曲率半徑。
根據(jù)本發(fā)明的第35方式,優(yōu)選的是,在第34方式的光學(xué)系統(tǒng)的制造方法中,包括在光學(xué)面的至少一面上設(shè)置增透膜的步驟,所述增透膜包含至少一層使用濕法形成的層。
根據(jù)本發(fā)明的第36方式,提供一種光學(xué)系統(tǒng)的制造方法,該光學(xué)系統(tǒng)沿著光軸從物體側(cè)依次具備第1透鏡組、第2透鏡組及第3透鏡組,所述第1透鏡組具有正的光焦度且在進行對焦時相對于像面在光軸方向上被固定,所述第2透鏡組具有正的光焦度且為了進行對焦而沿著光軸移動,所述第3透鏡組具有正的光焦度且在進行對焦時相對于像面在光軸方向上被固定,所述光學(xué)系統(tǒng)的制造方法的特征在于,使得所述第1透鏡組具備部分透鏡組和負透鏡,所述部分透鏡組具有至少兩個正透鏡且作為整體具有正的光焦度,使得所述第2透鏡組從物體側(cè)起具備正透鏡、負透鏡以及具有正的光焦度的接合透鏡,使得所述第3透鏡組具備接合透鏡,且使得所述光學(xué)系統(tǒng)滿足以下的條件式:
-1.00<(r2nb+r2na)/(r2nb-r2na)<0.00
其中,
r2na:所述第2透鏡組中的所述負透鏡的物體側(cè)透鏡面的曲率半徑,
r2nb:所述第2透鏡組中的所述負透鏡的像側(cè)透鏡面的曲率半徑。
附圖說明
圖1是示出第1實施例的光學(xué)系統(tǒng)的無限遠對焦狀態(tài)下的鏡頭結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖2是第1實施例的光學(xué)系統(tǒng)的無限遠對焦狀態(tài)下的各像差圖。
圖3是示出第2實施例的光學(xué)系統(tǒng)的無限遠對焦狀態(tài)下的鏡頭結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖4是第2實施例的光學(xué)系統(tǒng)的無限遠對焦狀態(tài)下的各像差圖。
圖5是示出第3實施例的光學(xué)系統(tǒng)的無限遠對焦狀態(tài)下的鏡頭結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖6是第3實施例的光學(xué)系統(tǒng)的無限遠對焦狀態(tài)下的各像差圖。
圖7是示出第4實施例的光學(xué)系統(tǒng)的無限遠對焦狀態(tài)下的鏡頭結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖8是第4實施例的光學(xué)系統(tǒng)的無限遠對焦狀態(tài)下的各像差圖。
圖9是示出具備本申請的光學(xué)系統(tǒng)的單反相機的結(jié)構(gòu)的圖。
圖10是用于說明本申請的光學(xué)系統(tǒng)的制造方法的流程圖。
圖11是示出入射到本申請的第1實施例的光學(xué)系統(tǒng)的光線經(jīng)第1個反射面和第2個反射面反射而在像面上形成重影和眩光的情況的一例的圖。
圖12是示出增透膜的層結(jié)構(gòu)的一例的說明圖。
圖13是示出增透膜的光譜特性的圖表。
圖14是示出變形例的增透膜的光譜特性的圖表。
圖15是示出變形例的增透膜的光譜特性的入射角度依賴性的圖表。
圖16是示出通過現(xiàn)有技術(shù)制作的增透膜的光譜特性的圖表。
圖17是示出通過現(xiàn)有技術(shù)制作的增透膜的光譜特性的入射角度依賴性的圖表。
圖18是示出第5實施例的光學(xué)系統(tǒng)的無限遠對焦狀態(tài)下的鏡頭結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖19是第5實施例的光學(xué)系統(tǒng)的無限遠對焦狀態(tài)下的各像差圖。
圖20是示出第6實施例的光學(xué)系統(tǒng)的無限遠對焦狀態(tài)下的鏡頭結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖21是第6實施例的光學(xué)系統(tǒng)的無限遠對焦狀態(tài)下的各像差圖。
圖22是示出第7實施例的光學(xué)系統(tǒng)的無限遠對焦狀態(tài)下的鏡頭結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖23是第7實施例的光學(xué)系統(tǒng)的無限遠對焦狀態(tài)下的各像差圖。
圖24是示出第8實施例的光學(xué)系統(tǒng)的無限遠對焦狀態(tài)下的鏡頭結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖25是第8實施例的光學(xué)系統(tǒng)的無限遠對焦狀態(tài)下的各像差圖。
圖26是用于說明本申請的光學(xué)系統(tǒng)的制造方法的流程圖。
具體實施方式
以下,對本申請的第1實施方式的光學(xué)系統(tǒng)、攝像裝置以及光學(xué)系統(tǒng)的制造方法進行說明。如圖1所示,本實施方式的光學(xué)系統(tǒng)os沿著光軸從物體側(cè)依次具備:第1透鏡組,具有正的光焦度,在進行對焦時相對于像面被固定;以及第2透鏡組,具有正的光焦度,在進行對焦時沿著光軸移動,所述第1透鏡組具備:第1部分透鏡組,具有至少兩個正透鏡,且具有正的光焦度;以及負透鏡,所述第2透鏡組具備:至少一個彎月形狀的透鏡,凸面朝向物體側(cè);至少一個負透鏡,相比所述彎月形狀的透鏡配置于像面?zhèn)?;?部分透鏡組,與所述至少一個負透鏡中的負的光焦度最強的負透鏡的像面?zhèn)认噜彽嘏渲?,具有至少一個正透鏡,且具有正的光焦度;以及接合透鏡,配置在所述第2部分透鏡組的像面?zhèn)?,通過多個透鏡接合而成,且具有正的光焦度,所述第2部分透鏡組的最靠像面?zhèn)鹊耐哥R面和所述接合透鏡的最靠物體側(cè)的透鏡面形成為凸向像面?zhèn)鹊男螤?,并隔著空氣間隔彼此相對。
本實施方式的光學(xué)系統(tǒng)os基本上不會使前組固定的后焦點式的光學(xué)系統(tǒng)的缺點、特別是大口徑鏡頭的缺點,即球面像差、彗差、特別是弧矢彗差、色像差、像面彎曲以及像散惡化而進行了改善。以下,對用于構(gòu)成這種光學(xué)系統(tǒng)的條件進行說明。
本實施方式的光學(xué)系統(tǒng)os優(yōu)選滿足以下的條件式(1)。
-1.00<(rbc2-rbc1)/(rbc2+rbc1)<0.00(1)其中,
rbc1:所述第2部分透鏡組的最靠像面?zhèn)鹊乃鐾哥R面的曲率半徑
rbc2:所述接合透鏡的最靠物體側(cè)的所述透鏡面的曲率半徑
條件式(1)是定義了第2部分透鏡組的最靠像面?zhèn)鹊耐哥R面和配置在其像面?zhèn)鹊慕雍贤哥R的最靠物體側(cè)的透鏡面的形狀的條件式。在將第2部分透鏡組的最靠像面?zhèn)鹊耐哥R面與接合透鏡的最靠物體側(cè)的透鏡面之間的空氣間隔捕捉為空氣透鏡時,條件式(1)是定義了該空氣透鏡的形狀因子的倒數(shù)的條件式。該空氣透鏡形成為正透鏡形狀以及凸面朝向像面?zhèn)葹橹匾慕Y(jié)構(gòu)事項。通過該結(jié)構(gòu),能夠?qū)崿F(xiàn)對大口徑化最有效且良好的、球面像差和彗差的良好的校正。
條件式(1)的值為負表示空氣透鏡的物體側(cè)的面的曲率半徑的絕對值大且空氣透鏡的像面?zhèn)鹊拿娴那拾霃降慕^對值小。另外,條件式(1)的值位于比“-1”大且比“0”小的范圍表示在空氣透鏡形成為正透鏡形狀時,空氣透鏡為凸面朝向像側(cè)的正彎月透鏡形狀。
另一方面,條件式(1)的值位于比“0”大且比“+1”小的范圍表示在空氣透鏡形成為正透鏡形狀時,空氣透鏡為凸面朝向物體側(cè)的正彎月透鏡形狀。另外,在空氣透鏡形成為正透鏡形狀時,條件式(1)的值超過“+1”意味著越過凸面朝向物體側(cè)的平凸形狀而成為雙凸形狀的正透鏡。
在超過該條件式(1)的上限值時,當(dāng)空氣透鏡形成為正透鏡形狀時,空氣透鏡成為凹面朝向像面?zhèn)鹊恼龔澰峦哥R形狀。即,所述第2部分透鏡組的最靠像面?zhèn)鹊乃鐾哥R面的曲率半徑和所述接合透鏡的最靠物體側(cè)的所述透鏡面的曲率半徑都成為正的值。此時,彗差、弧矢彗差、像面彎曲以及像散惡化,是不優(yōu)選的。另外,當(dāng)將條件式(1)的上限值設(shè)定為-0.01時,有利于各像差的校正。另外,通過將條件式(1)的上限值設(shè)定為-0.05,能夠最大限度地發(fā)揮本實施方式的效果。
在低于條件式(1)的下限值時,當(dāng)空氣透鏡形成為正透鏡形狀時,空氣透鏡成為雙凸透鏡形狀。即,所述第2部分透鏡組的最靠像面?zhèn)鹊乃鐾哥R面的曲率半徑成為正的值,所述接合透鏡的最靠物體側(cè)的所述透鏡面的曲率半徑成為負的值。此時,很難進行球面像差的校正,因此是不優(yōu)選的。另外,當(dāng)將條件式(1)的下限值設(shè)定為-0.95時,對各像差的校正更有利。另外,通過將條件式(1)的下限值設(shè)定為-0.90,能夠最大限度地發(fā)揮本實施方式的效果。
根據(jù)以上的結(jié)構(gòu),能夠?qū)崿F(xiàn)構(gòu)成個數(shù)少,高性能且彗差、特別是弧矢彗差以及球面像差少的光學(xué)系統(tǒng)。
另外,本實施方式的光學(xué)系統(tǒng)os優(yōu)選滿足以下的條件式(2)。
0.00<|(ra2-ra1)/(ra2+ra1)|<1.00(2)
其中,
ra1:所述彎月形狀的透鏡的物體側(cè)透鏡面的曲率半徑
ra2:所述彎月形狀的透鏡的像面?zhèn)韧哥R面的曲率半徑
條件式(2)規(guī)定第2透鏡組中的彎月形狀的透鏡的形狀因子的倒數(shù)的絕對值。該彎月形狀的透鏡可以具有正的光焦度也可以具有負的光焦度,在成為凸面朝向物體側(cè)的彎月形狀上存在像差校正上的特征。
在超過條件式(2)的上限值時,該彎月形狀的透鏡成為雙凸形狀或雙凹形狀。此時,球面像差、彗差惡化,近距離像差變動也增加,是不優(yōu)選的。另外,當(dāng)將條件式(2)的上限值設(shè)定為0.80時,更有利于上述的各像差的校正。另外,當(dāng)將條件式(2)的上限值設(shè)定為0.60時,進一步有利于上述的各像差的校正。另外,通過將條件式(2)的上限值設(shè)定為0.50,能夠最大限度地發(fā)揮本實施方式的效果。
當(dāng)將條件式(2)的下限值設(shè)定為0.001時,更有利于上述的各像差的校正。另外,當(dāng)將條件式(2)的下限值設(shè)定為0.005時,進一步有利于上述的各像差的校正。
另外,本實施方式的光學(xué)系統(tǒng)os優(yōu)選滿足以下的條件式(3)。
0.40<f2/f0<1.00(3)
其中,
f2:所述第2透鏡組的焦距
f0:無限遠對焦時的整個系統(tǒng)的焦距
條件式(3)是規(guī)定所述第2透鏡組g2的焦距的適當(dāng)?shù)姆秶?、換言之所述第2透鏡組g2的光焦度的適當(dāng)?shù)姆秶臈l件式。
在超過該條件式(3)的上限值時,第2透鏡組的光焦度變?nèi)?,因此光學(xué)系統(tǒng)變得大型化,用于對焦的第2透鏡組的移動量增加。因此,基于致動器的af驅(qū)動變得困難。另外,在像差校正方面像面彎曲、球面像差的近距離變動增加,是不優(yōu)選的。另外,當(dāng)將條件式(3)的上限值設(shè)定為0.90時,更有利于上述的各像差的校正。另外,當(dāng)將條件式(3)的上限值設(shè)定為0.85時,進一步有利于上述的各像差的校正。另外,通過將條件式(3)的上限值設(shè)定為0.80,能夠最大限度地發(fā)揮本實施方式的效果。
另外,在低于條件式(3)的下限值時,第2透鏡組的光焦度變強,因此特別是球面像差、彗差、弧矢彗差的校正變得困難,是不優(yōu)選的。另外,當(dāng)將條件式(3)的下限值設(shè)定為0.50時,更有利于各像差的校正。另外,當(dāng)將條件式(3)的下限值設(shè)定為0.60時,進一步有利于各像差的校正。另外,通過將條件式(3)的下限值設(shè)定為0.70,能夠最大限度地發(fā)揮本實施方式的效果。
另外,本實施方式的光學(xué)系統(tǒng)os優(yōu)選滿足以下的條件式(4)。
0.80<f1/f0<10.00(4)
其中,
f1:所述第1透鏡組的焦距
f0:無限遠對焦時的整個系統(tǒng)的焦距
條件式(4)是規(guī)定所述第1透鏡組的焦距的適當(dāng)?shù)姆秶?、換言之光焦度的適當(dāng)?shù)姆秶臈l件式。
在超過條件式(4)的上限值時,意味著在進行對焦時相對于像面固定的第1透鏡組無焦變換器化(アフォーカルコンバータ化)。此時,整個光學(xué)系統(tǒng)變得大型化。因此,基于致動器的af驅(qū)動變得困難。當(dāng)過度地小徑化時,彗差、弧矢彗差惡化,是不優(yōu)選的。另外,當(dāng)將條件式(4)的上限值設(shè)定為7.00時,更有利于上述的各像差的校正。另外,當(dāng)將條件式(4)的上限值設(shè)定為6.00時,進一步有利于上述的各像差的校正。另外,通過將條件式(4)的上限值設(shè)定為5.00,能夠最大限度地發(fā)揮本實施方式的效果。
另外,在低于條件式(4)的下限值時,第1透鏡組的光焦度變強,球面像差、像面彎曲、軸向色像差的校正變得困難,是不優(yōu)選的。另外,當(dāng)將條件式(4)的下限值設(shè)定為0.90時,更有利于上述的各像差的校正。另外,當(dāng)將條件式(4)的下限值設(shè)定為1.00時,進一步有利于上述的各像差的校正。另外,通過將條件式(4)的下限值設(shè)定為1.50,能夠最大限度地發(fā)揮本實施方式的效果。
另外,本實施方式的光學(xué)系統(tǒng)os優(yōu)選滿足以下的條件式(5)。
55.00<νd1a(5)
其中,
νd1a:所述第1部分透鏡組中的所述至少兩個正透鏡的阿貝數(shù)的平均值
條件式(5)是設(shè)定具有多個正透鏡的第1部分透鏡組中的所有的正透鏡的阿貝數(shù)的平均值的條件。在第1透鏡組中位于物體側(cè)且具有正的光焦度的第1部分透鏡組對軸向色像差、倍率色像差的良好的校正起到很大的作用。在本實施方式的情況下,通過使用異常部分色散玻璃和螢石,能夠進行特別是軸向色像差的改良的校正。
在不滿足該條件式(5)的條件時,無法使用所謂的具有異常部分色散的特性的硝材,因此很難進行軸向色像差、倍率色像差的良好的校正,特別是二階色散的良好的校正。另外,當(dāng)將條件式(5)的下限值設(shè)定為60.00時,更有利于色像差等各像差的校正。另外,當(dāng)將條件式(5)的下限值設(shè)定為65.00時,進一步有利于軸向色像差等各像差的校正。另外,通過將條件式(5)的下限值設(shè)定為75.00,能夠最大限度地發(fā)揮本實施方式的效果。
另外,本實施方式的光學(xué)系統(tǒng)os優(yōu)選滿足以下的條件式(6)。
50.00<νd2b(6)
其中,
νd2b:所述第2部分透鏡組中的所述至少一個正透鏡的阿貝數(shù)的平均值
條件式(6)是規(guī)定具有至少一個正透鏡的第2部分透鏡組中的所有的正透鏡的阿貝數(shù)的平均值的條件。在第2透鏡組中位于物體側(cè)的第2部分透鏡組對軸向色像差、倍率色像差的良好的校正起到很大的作用。在本實施方式的情況下,通過使用異常部分色散玻璃和螢石,能夠進行特別是軸向色像差的改良。
在不滿足該條件式(6)的條件時,無法使用所謂的具有異常部分色散的特性的硝材,因此很難進行軸向色像差、倍率色像差的良好的校正,特別是二階色散的良好的校正。另外,當(dāng)將條件式(6)的下限值設(shè)定為53.00時,對色像差等各像差的校正有利。另外,當(dāng)將條件式(6)的下限值設(shè)定為55.00時,更有利于軸向色像差等各像差的校正。另外,通過將條件式(6)的下限值設(shè)定為58.00,能夠最大限度地發(fā)揮本實施方式的效果。
另外,本實施方式的光學(xué)系統(tǒng)os優(yōu)選滿足以下的條件式(7)。
0.50<f2c/f0<3.00(7)
其中,
f2c:所述接合透鏡的焦距
f0:無限遠對焦時的整個系統(tǒng)的焦距
條件式(7)是規(guī)定所述接合透鏡的焦距、換言之所述接合透鏡的光焦度的條件。
在超過該條件式(7)的上限值時,意味著接合透鏡的正的光焦度變?nèi)?。此時,彗差、弧矢彗差、像面彎曲的校正變得困難,是不優(yōu)選的。另外,當(dāng)將條件式(7)的上限值設(shè)定為2.50時,上述的各像差的校正變得更有利。另外,通過將條件式(7)的上限值設(shè)定為2.00,能夠最大限度地發(fā)揮本實施方式的效果。
另外,在低于條件式(7)的下限值時,意味著接合透鏡l2c的正的光焦度變強。此時,像散、像面彎曲的校正變得困難,是不優(yōu)選的。另外,當(dāng)將條件式(7)的下限值設(shè)定為0.70時,有利于各像差的校正。另外,通過將條件式(7)的下限值設(shè)定為1.00,能夠最大限度地發(fā)揮本實施方式的效果。
另外,關(guān)于本實施方式的光學(xué)系統(tǒng)os,優(yōu)選的是,所述接合透鏡具備至少一個正透鏡和至少一個負透鏡,且滿足以下的條件式(8)。
0.10<n2cp-n2cn<0.50(8)
其中,
n2cp:所述接合透鏡的所述至少一個正透鏡中配置在最靠像面?zhèn)鹊南衩鎮(zhèn)日哥R的對d線的折射率
n2cn:所述接合透鏡的所述至少一個負透鏡中與所述像面?zhèn)日哥R的物體側(cè)接合的負透鏡的對d線的折射率
條件式(8)是規(guī)定了接合透鏡的至少一個正透鏡中配置在最靠像面?zhèn)鹊恼哥R的對d線的折射率與接合于該正透鏡的物體側(cè)的負透鏡的對d線的折射率之間的大小關(guān)系的條件。是為了最佳的佩茲伐曲率的設(shè)定和良好的像面彎曲、像散的校正而有效的條件。
在超過該條件式(8)的上限值時,大量使用高色散硝材,軸向色像差、倍率色像差的校正變得困難,是不優(yōu)選的。另外,當(dāng)將條件式(8)的上限值設(shè)定為0.45時,更有利于上述的各像差的校正。另外,當(dāng)將條件式(8)的上限值設(shè)定為0.40時,進一步有利于上述的各像差的校正。另外,通過將條件式(8)的上限值設(shè)定為0.30,能夠最大限度地發(fā)揮本實施方式的效果。
另外,在低于條件式(8)的下限值時,無法設(shè)定最佳的佩茲伐曲率,像面彎曲、像散的校正變得困難,是不優(yōu)選的。另外,當(dāng)將條件式(8)的下限值設(shè)定為0.15時,更有利于各像差的校正。另外,當(dāng)將條件式(8)的下限值設(shè)定為0.20時,進一步有利于各像差的校正。另外,通過將條件式(8)的下限值設(shè)定為0.25,能夠最大限度地發(fā)揮本實施方式的效果。
另外,關(guān)于本實施方式的光學(xué)系統(tǒng)os,優(yōu)選的是,在比所述第1透鏡組靠像面?zhèn)忍幘哂袥Q定f值的孔徑光闌。關(guān)于該光學(xué)系統(tǒng)os,更優(yōu)選的是,在所述第2透鏡組中具有決定f值的孔徑光闌。關(guān)于該光學(xué)系統(tǒng)os,進一步優(yōu)選的是,在所述彎月形狀的透鏡與配置在所述第2透鏡組中的所述至少一個負透鏡中配置在最靠物體側(cè)的負透鏡之間,具有決定f值的孔徑光闌。由此,能夠良好地對倍率色像差、畸變進行校正。
另外,關(guān)于本實施方式的光學(xué)系統(tǒng)os,優(yōu)選的是,具有至少一個非球面。由此,能夠良好地對彗差、弧矢彗差以及球面像差進行校正。
另外,關(guān)于本實施方式的光學(xué)系統(tǒng)os,優(yōu)選的是,在光學(xué)面的至少一面設(shè)置有增透膜,所述增透膜包含至少一層使用濕法形成的層。由此,能夠減少來自物體的光經(jīng)光學(xué)面反射而產(chǎn)生的重影和眩光,能夠?qū)崿F(xiàn)高的成像性能。
關(guān)于本實施方式的光學(xué)系統(tǒng)os,優(yōu)選的是,所述增透膜為多層膜,所述使用濕法形成的層為構(gòu)成所述多層膜的層中的最靠表面?zhèn)鹊膶?。由此,由于能夠縮小所述使用濕法形成的層與空氣之間的折射率差,因此能夠進一步減小光的反射,能夠使重影和眩光進一步減少。
關(guān)于本實施方式的光學(xué)系統(tǒng)os,優(yōu)選的是,在設(shè)所述使用濕法形成的層的對d線(波長λ=587.6nm)的折射率為nd時,nd為1.30以下。由此,由于能夠縮小所述使用濕法形成的層與空氣之間的折射率差,因此能夠進一步減小光的反射,能夠使重影和眩光進一步減少。
關(guān)于本實施方式的光學(xué)系統(tǒng)os,優(yōu)選的是,設(shè)置有所述增透膜的所述光學(xué)面為從孔徑光闌觀察時呈凹形狀的透鏡面。在從孔徑光闌觀察時呈凹形狀的透鏡面上容易產(chǎn)生反射光,因此通過在該透鏡面上形成增透膜,能夠有效地使重影和眩光減少。
另外,關(guān)于本實施方式的光學(xué)系統(tǒng)os,優(yōu)選的是,所述從孔徑光闌觀察時呈凹形狀的透鏡面為所述第1透鏡組內(nèi)的透鏡的像面?zhèn)韧哥R面。在第1透鏡組的光學(xué)面中的、從孔徑光闌觀察時呈凹形狀的透鏡面上容易產(chǎn)生反射光。因此,通過在該透鏡面上形成增透膜,能夠有效地使重影和眩光減少。
另外,關(guān)于本實施方式的光學(xué)系統(tǒng)os,優(yōu)選的是,所述從孔徑光闌觀察時呈凹形狀的透鏡面為所述第1透鏡組內(nèi)的透鏡的物體側(cè)透鏡面。在第1透鏡組的光學(xué)面中的、從孔徑光闌觀察時呈凹形狀的透鏡面上容易產(chǎn)生反射光。因此,通過在該透鏡面上形成增透膜,能夠有效地使重影和眩光減少。
另外,關(guān)于本實施方式的光學(xué)系統(tǒng)os,優(yōu)選的是,所述從孔徑光闌觀察時呈凹形狀的透鏡面為所述第2透鏡組內(nèi)的透鏡的像面?zhèn)韧哥R面。在第2透鏡組的光學(xué)面中的、從孔徑光闌觀察時呈凹形狀的透鏡面中容易產(chǎn)生反射光。因此,通過在該透鏡面上形成增透膜,能夠有效地使重影和眩光減少。
另外,關(guān)于本實施方式的光學(xué)系統(tǒng)os,優(yōu)選的是,所述從孔徑光闌觀察時呈凹形狀的透鏡面為所述第2透鏡組內(nèi)的透鏡的物體側(cè)透鏡面。在第2透鏡組的光學(xué)面中的、從孔徑光闌觀察時呈凹形狀的透鏡面中容易產(chǎn)生反射光。因此,通過在該透鏡面上形成增透膜,能夠有效地使重影和眩光減少。
另外,關(guān)于本申請的光學(xué)系統(tǒng),優(yōu)選的是,設(shè)置有所述增透膜的所述光學(xué)面為從物體側(cè)觀察時呈凹形狀的透鏡面。在從第1透鏡組至第2透鏡組的光學(xué)面中的、從物體側(cè)觀察時呈凹形狀的透鏡面上容易產(chǎn)生反射光。因此,通過在該透鏡面上形成增透膜,能夠有效地使重影和眩光減少。
另外,關(guān)于本申請的光學(xué)系統(tǒng),優(yōu)選的是,設(shè)置有所述增透膜的所述光學(xué)面為從像側(cè)觀察時呈凹形狀的透鏡面。在第1透鏡組至第2透鏡組的光學(xué)面中的、從像側(cè)觀察時呈凹形狀的透鏡面上容易產(chǎn)生反射光。因此,通過在該透鏡面上形成增透膜,能夠有效地使重影和眩光減少。
另外,本實施方式的光學(xué)系統(tǒng)中的增透膜不限于通過濕法形成,也可以通過干法等形成。此時,優(yōu)選的是,增透膜包含至少一層折射率成為1.30以下的層。通過該結(jié)構(gòu),即使在通過干法等形成了增透膜時,也能夠得到與通過濕法形成了增透膜時相同的效果。另外,優(yōu)選的是,折射率成為1.30以下的層為構(gòu)成多層膜的層中的最靠表面?zhèn)鹊膶印?/p>
在圖9中,作為具備上述的光學(xué)系統(tǒng)的攝像裝置,示出單反相機1(以下,在本實施方式中簡單記載為相機)的概略剖視圖。在該相機1中,來自未圖示的物體(被攝體)的光通過攝影鏡頭2(光學(xué)系統(tǒng)os)而被聚光,通過快速復(fù)原反光鏡3而成像在焦點板4上。并且,成像在焦點板4上的光在五棱鏡5中多次反射而被向目鏡6引導(dǎo)。由此,攝影者能夠通過目鏡6將物體(被攝體)像作為正立像來觀察。
另外,當(dāng)由攝影者按壓未圖示的釋放按鈕時,快速復(fù)原反光鏡3向光路外退避,通過攝影鏡頭2聚光的未圖示的物體(被攝體)的光在攝像元件7上形成被攝體像。由此,來自物體(被攝體)的光通過該攝像元件7而被攝像,作為物體(被攝體)圖像而被記錄在未圖示的存儲器中。由此,攝影者能夠進行基于本相機1的物體(被攝體)的攝影。另外,記載于圖9的相機1可以將攝影鏡頭2保持為能夠拆裝,也可以與攝影鏡頭2一體地成型。另外,相機1可以是所謂的單反相機,也可以是不具有快速復(fù)原反光鏡等的緊湊型相機或者無反光鏡的單反相機。
此處,在本相機1中作為攝影鏡頭2,上述的光學(xué)系統(tǒng)os通過其特征性的鏡頭結(jié)構(gòu),實現(xiàn)球面像差、弧矢彗差、像面彎曲以及彗差少的大口徑鏡頭。由此本相機1能夠?qū)崿F(xiàn)球面像差、弧矢彗差、像面彎曲、子午彗差少且具有大口徑,能夠進行遠焦攝影的攝像裝置。
另外,能夠在不損壞光學(xué)性能的范圍內(nèi)適當(dāng)采用以下記載的內(nèi)容。
在本實施方式中,雖然示出了2組結(jié)構(gòu)的光學(xué)系統(tǒng)os,但是以上的構(gòu)成條件等也能夠應(yīng)用于3組、4組等其他的組結(jié)構(gòu)中。另外,也可以是在最靠物體側(cè)增加了透鏡或透鏡組的結(jié)構(gòu),或者在最靠像側(cè)增加了透鏡或透鏡組的結(jié)構(gòu),或者在各透鏡組之間增加了透鏡或透鏡組的結(jié)構(gòu)。另外,透鏡組表示被空氣間隔分離的、具有至少一個透鏡的部分。
另外,本申請的光學(xué)系統(tǒng)也可以構(gòu)成為,為了從無限遠物體向近距離物體進行對焦,使透鏡組的一部分、一個透鏡組全體或者多個透鏡組作為對焦透鏡組而在光軸方向上移動。特別是,優(yōu)選使第2透鏡組成為對焦透鏡組。另外,該對焦透鏡組還能夠應(yīng)用于自動對焦,也適合于基于自動對焦用的電機、例如超聲波電機等的驅(qū)動。
另外,在本申請的光學(xué)系統(tǒng)中,使任意一個透鏡組、部分透鏡組或者其一部分作為防抖透鏡組而以包含相對于光軸垂直的方向的分量的方式移動,或者在包含光軸的面內(nèi)方向上旋轉(zhuǎn)移動(擺動),從而還能夠?qū)τ捎谑侄兜犬a(chǎn)生的像抖動進行校正。特別是,在本申請的光學(xué)系統(tǒng)中,優(yōu)選的是,使第2透鏡組或第2透鏡組的一部分成為防抖透鏡組。
另外,構(gòu)成本申請的光學(xué)系統(tǒng)的透鏡的透鏡面可以是球面或平面,或者也可以是非球面。在透鏡面為球面或平面時,透鏡加工和組裝調(diào)整變得容易,能夠防止由透鏡加工和組裝調(diào)整的誤差引起的光學(xué)性能的劣化,因此是優(yōu)選的。另外,即使在像面偏移的情況下描繪性能的劣化也少,因此是優(yōu)選的。在透鏡面為非球面時,可以是基于研磨加工的非球面、通過模具將玻璃形成為非球面形狀的玻璃模鑄非球面、或者將設(shè)置在玻璃的表面的樹脂形成為非球面形狀的復(fù)合型非球面中的任意一種。另外,透鏡面可以是衍射面,也可以使透鏡為折射率分布型透鏡(grin透鏡)或塑料透鏡。
另外,孔徑光闌s雖然優(yōu)選配置在光學(xué)系統(tǒng)os的中央附近,但是也可以不設(shè)置作為孔徑光闌的部件,而通過透鏡的框來代替其作用。
以下,參照圖10對本實施方式的光學(xué)系統(tǒng)os的制造方法的概略進行說明。關(guān)于該光學(xué)系統(tǒng)os的制造方法,該光學(xué)系統(tǒng)沿著光軸從物體側(cè)依次具備第1透鏡組和第2透鏡組,所述第1透鏡組具有正的光焦度且在進行對焦時相對于像面被固定,所述第2透鏡組具有正的光焦度且在進行對焦時沿著光軸移動,其中,該光學(xué)系統(tǒng)os的制造方法包含以下的步驟s1~s4。
使得所述第1透鏡組具備:
第1部分透鏡組,具有至少兩個正透鏡,且具有正的光焦度;以及
負透鏡(步驟s1)。
使得所述第2透鏡組具備:
至少一個彎月形狀的透鏡,凸面朝向物體側(cè);
至少一個負透鏡,相比所述彎月形狀的透鏡配置于像面?zhèn)龋?/p>
第2部分透鏡組,與所述至少一個負透鏡中負的光焦度最強的負透鏡的像面?zhèn)认噜彽嘏渲?,具有至少一個正透鏡,且具有正的光焦度;以及
接合透鏡,配置在所述第2部分透鏡組的像面?zhèn)?,通過多個透鏡接合而成,且具有正的光焦度(步驟s2)。
使得所述第2部分透鏡組的最靠像面?zhèn)鹊耐哥R面和所述接合透鏡的最靠物體側(cè)的透鏡面形成為凸向像面?zhèn)鹊男螤?,并隔著空氣間隔彼此相對(步驟s3)。
使得光學(xué)系統(tǒng)滿足作為預(yù)定的條件式的以下的條件式(1)(步驟s4)。
-1.00<(rbc2-rbc1)/(rbc2+rbc1)<0.00(1)其中,
rbc1:所述第2部分透鏡組的最靠像面?zhèn)鹊乃鐾哥R面的曲率半徑
rbc2:所述接合透鏡的最靠物體側(cè)的所述透鏡面的曲率半徑
根據(jù)該光學(xué)系統(tǒng)的制造方法,能夠制造構(gòu)成個數(shù)少且高性能,并且彗差、特別是弧矢彗差和球面像差少的光學(xué)系統(tǒng)。
如以上說明,根據(jù)本實施方式的光學(xué)系統(tǒng)os,能夠提供適合于相機等攝像裝置、打印用鏡頭、復(fù)印用鏡頭的高性能的鏡頭以及使用了該鏡頭的攝像裝置。
以下,根據(jù)附圖對光學(xué)系統(tǒng)os的實施例進行說明。另外,圖1、圖3、圖5以及圖7示出各實施例的光學(xué)系統(tǒng)os(os1~os4)的結(jié)構(gòu)。
在各實施例中,關(guān)于非球面,在設(shè)與光軸垂直的方向的高度為y、高度y處的從各非球面的頂點的切面到各非球面為止的沿著光軸的距離(凹陷量)為s(y)、基準球面的曲率半徑(近軸曲率半徑)為r、圓錐常數(shù)為κ、n次非球面系數(shù)為an時,通過以下的式(a)表示。
x(y)=(y2/r)/[1+[1-κ(y2/r2)]1/2]+a4×y4+a6×y6+a8×y8+a10×y10(a)
另外,在各實施例中,2次非球面系數(shù)a2為0。另外,在各實施例的表中,對于非球面在面編號的右側(cè)附上“*”。
[第1實施例]
圖1是示出第1實施例的光學(xué)系統(tǒng)os1的結(jié)構(gòu)的圖。該光學(xué)系統(tǒng)os1沿著光軸從物體側(cè)依次由第1透鏡組g1和第2透鏡組g2構(gòu)成,所述第1透鏡組g1具有正的光焦度且在進行對焦時相對于像面被固定,所述第2透鏡組g2具有正的光焦度且為了從無限遠物體向近距離物體進行對焦而沿著光軸向物體側(cè)移動。
第1透鏡組g1從物體側(cè)依次由具有正的光焦度的第1部分透鏡組u1a以及凸面朝向物體側(cè)的負彎月透鏡l1b構(gòu)成。第1部分透鏡組u1a從物體側(cè)依次由凸面朝向物體側(cè)的正彎月透鏡l1以及凸面朝向物體側(cè)的正彎月透鏡l2構(gòu)成。
所述第2透鏡組g2從物體側(cè)依次由具有正的光焦度的正彎月透鏡l2a、孔徑光闌s、雙凹形狀的負透鏡l2n、具有正的光焦度的第2部分透鏡組u2b以及具有正的光焦度的接合透鏡l2c構(gòu)成,所述正彎月透鏡l2a在物體側(cè)具有非球面且凸面朝向物體側(cè)。第2部分透鏡組u2b從物體側(cè)依次由雙凸形狀的正透鏡l2b1以及雙凸形狀的正透鏡l2b2構(gòu)成。接合透鏡l2c從物體側(cè)依次將凹面朝向物體側(cè)的正彎月透鏡l2cpa、雙凹透鏡l2cn以及雙凸透鏡l2cpb這三個接合而成。在第2部分透鏡組u2b的正透鏡l2b2與位于其像側(cè)的接合透鏡l2c中的正彎月透鏡l2cpa之間,存在具有凸面朝向像側(cè)的正彎月透鏡形狀的空氣透鏡lair。
關(guān)于該第1實施例的光學(xué)系統(tǒng)os1,在第1透鏡組g1的負彎月透鏡l1b的像側(cè)透鏡面(面編號6)和第2透鏡組g2的正彎月透鏡l2a的物體側(cè)透鏡面(面編號7)上形成有后述的增透膜。
另外,在該光學(xué)系統(tǒng)os1的第2透鏡組g2與像面之間,配置有相當(dāng)于光學(xué)低通濾波器的白玻璃fl。
在以下的表1,示出該第1實施例的光學(xué)系統(tǒng)os1的參數(shù)的值。在該表1的[整體參數(shù)]中,“f”表示焦距,“fno”表示f值,“ω”表示半視場角(單位為“°”),“y”表示像高,“tl”表示光學(xué)系統(tǒng)os1的全長,“bf”表示空氣換算后焦距。另外,全長tl表示該光學(xué)系統(tǒng)os1的從最靠物體側(cè)的透鏡面(第1面)到像面i為止的光軸上的距離,空氣換算后焦距bf表示去除了白玻璃fl時的、該光學(xué)系統(tǒng)os1的從最靠像側(cè)的透鏡面(第19面)到像面為止的光軸上的距離。
另外,在[面數(shù)據(jù)]中,第1欄表示沿著光線行進的方向的從物體側(cè)起的光學(xué)面的順序(面編號),第2欄r表示各光學(xué)面的曲率半徑,第3欄d表示面間隔(第n面(n為整數(shù))與第n+1面之間的間隔),第4欄νd表示對d線(波長λ=587.6nm)的阿貝數(shù),第5欄nd表示對d線的折射率。另外,曲率半徑r=∞在透鏡面中表示平面,在孔徑光闌s中表示開口。另外,省略空氣的折射率nd=1.00000。另外,最終面(第21面)的面間隔為到像面為止的光軸上的距離。
在[透鏡組焦距]中,分別示出各透鏡組中的最靠物體側(cè)的面的面編號(始面)和各透鏡組的焦距。
在[各間隔數(shù)據(jù)]中,f表示整個系統(tǒng)的焦距,β表示物體與像之間的成像倍率,di(其中,i為整數(shù))表示第i面的可變的面間隔。另外,“無限遠”表示無限遠對焦狀態(tài),“中間”表示中間距離對焦狀態(tài),“近距離”表示近距離對焦狀態(tài)。另外,d0表示從物體到第1面為止的距離。
此處,雖然對于在以下的所有的參數(shù)值中記載的焦距f、曲率半徑r、面間隔d、其他長度的單位一般使用“mm”,但是即使對光學(xué)系統(tǒng)進行比例放大或比例縮小也能夠得到相同的光學(xué)性能,因此并不限定于此。另外,這些符號的說明和參數(shù)表的說明在之后的實施例中也相同。
(表1)
[整體參數(shù)]
f=104.998
fno=1.45
ω=11.67
y=21.6
tl=138.172
bf=39.040
[面數(shù)據(jù)]
[透鏡組焦距]
[各間隔數(shù)據(jù)]
在該第1實施例的光學(xué)系統(tǒng)os1中,第7面的透鏡面形成為非球面形狀。在以下的表2中示出非球面數(shù)據(jù)、即圓錐常數(shù)κ和各非球面常數(shù)a4~a10的值。另外,在之后的實施例中,“e-n”表示“×10-n”。
(表2)
[非球面數(shù)據(jù)]
在以下的表3中,示出對于該第1實施例的光學(xué)系統(tǒng)os1的各條件式對應(yīng)值。其中,rbc1表示所述第2部分透鏡組的最靠像面?zhèn)鹊乃鐾哥R面的曲率半徑。rbc2表示所述接合透鏡的最靠物體側(cè)的所述透鏡面的曲率半徑。ra1表示所述彎月形狀的透鏡的物體側(cè)透鏡面的曲率半徑。ra2表示所述彎月形狀的透鏡的像面?zhèn)韧哥R面的曲率半徑。f0表示無限遠對焦時的整個系統(tǒng)的焦距。f1表示所述第1透鏡組的焦距。f2表示所述第2透鏡組的焦距。νd1a表示所述第1部分透鏡組中的所述至少兩個正透鏡的阿貝數(shù)的平均值。νd2b表示所述第2部分透鏡組中的所述至少一個正透鏡的阿貝數(shù)的平均值。f2c表示所述接合透鏡的焦距。n2cp表示所述接合透鏡的所述至少一個像面?zhèn)日哥R中配置于最靠像面?zhèn)鹊恼哥R的對d線的折射率。n2cn表示所述接合透鏡的所述至少一個負透鏡中與所述像面?zhèn)日哥R的物體側(cè)接合的負透鏡的對d線的折射率。以上的符號的說明在之后的實施例中也相同。
(表3)
[條件式對應(yīng)值]
(1)(rbc2-rbc1)/(rbc2+rbc1)=-0.221
(2)|(ra2-ra1)/(ra2+ra1)|=0.00533
(3)f2/f0=0.759
(4)f1/f0=1.761
(5)νd1a=(67.05+95.25)/2=81.15
(6)νd2b=(52.34+95.00)/2=73.67
(7)f2c/f0=1.311
(8)n2cp-n2cn=0.302
如上所述,第1實施例的光學(xué)系統(tǒng)os1將上述條件式(1)~(8)全部滿足。
在圖2中示出該第1實施例的光學(xué)系統(tǒng)os1的無限遠對焦狀態(tài)下的球面像差、像散、畸變、倍率色像差以及彗差的各像差圖。在各像差圖中,fno表示f值,y表示像高,a表示半視場角[單位:“°”]。另外,在各像差圖中,d表示對d線(波長λ=587.6nm)的像差,g表示對g線(波長λ=435.8nm)的像差。另外,在像散圖中,實線表示弧矢像面,虛線表示子午像面。另外,關(guān)于彗差圖,在各半視場角a中,實線表示對d線和g線的子午彗差,比原點靠左側(cè)的虛線表示對于d線在子午方向上產(chǎn)生的弧矢彗差,比原點靠右側(cè)的虛線表示對于d線在弧矢方向上產(chǎn)生的弧矢彗差。另外,該像差圖的說明在之后的實施例中也相同。如從該圖2所示的各像差圖明確可知,在該第1實施例的光學(xué)系統(tǒng)os1中,良好地對包含球面像差、弧矢彗差、像面彎曲、像散以及子午彗差在內(nèi)的各像差進行校正,具有高光學(xué)性能。
此處,對在本實施例的光學(xué)系統(tǒng)中重影和眩光產(chǎn)生的原因進行說明。圖11是示出入射到本實施例的光學(xué)系統(tǒng)的光線經(jīng)第1個反射面和第2個反射面反射而在像面i上形成重影和眩光的情況的一例的圖。在圖11中,當(dāng)來自物體側(cè)的光線bm如圖所示入射到光學(xué)系統(tǒng)時,光線bm的一部分經(jīng)第2透鏡組g2中的正彎月透鏡l2a的物體側(cè)透鏡面(面編號7,產(chǎn)生成為重影和眩光的反射光的第1個反射面)反射,進而經(jīng)第1透鏡組g1中的負彎月透鏡l1b的像面?zhèn)韧哥R面(面編號6,產(chǎn)生成為重影和眩光的反射光的第2個反射面)再次反射,最終到達像面i而產(chǎn)生重影和眩光。另外,從物體側(cè)觀察時所述第1個反射面為凸形狀的透鏡面,從孔徑光闌s觀察時所述第2個反射面為凹形狀的透鏡面。因此,關(guān)于本實施例的光學(xué)系統(tǒng),通過在這樣的透鏡面上形成在寬波長范圍與寬入射角的光線對應(yīng)的增透膜,能夠抑制反射光的產(chǎn)生,有效地使重影和眩光減少。
[第2實施例]
圖3是示出第2實施例的光學(xué)系統(tǒng)os2的結(jié)構(gòu)的圖。該光學(xué)系統(tǒng)os2沿著光軸從物體側(cè)依次由第1透鏡組g1和第2透鏡組g2構(gòu)成,所述第1透鏡組g1具有正的光焦度且在進行對焦時相對于像面被固定,所述第2透鏡組g2具有正的光焦度且為了從無限遠物體向近距離物體進行對焦而沿著光軸向物體側(cè)移動。
第1透鏡組g1從物體側(cè)依次由具有正的光焦度的第1部分透鏡組u1a和凸面朝向物體側(cè)的負彎月透鏡l1b構(gòu)成。第1部分透鏡組u1a從物體側(cè)依次由凸面朝向物體側(cè)的正彎月透鏡l1、凸面朝向物體側(cè)的正彎月透鏡l2以及凸面朝向物體側(cè)的正彎月透鏡l3構(gòu)成。
第2透鏡組g2從物體側(cè)依次由具有負的光焦度的負彎月透鏡l2a、孔徑光闌s、雙凹形狀的負透鏡l2n、具有正的光焦度的第2部分透鏡組u2b以及具有正的光焦度的接合透鏡l2c構(gòu)成,所述負彎月透鏡l2a在物體側(cè)具有非球面且凸面朝向物體側(cè)。第2部分透鏡組u2b從物體側(cè)依次由雙凸形狀的正透鏡l2b1和凸面朝向像側(cè)的正彎月透鏡l2b2這兩個正透鏡構(gòu)成。接合透鏡l2c從物體側(cè)依次由雙凹透鏡l2cn與雙凸透鏡l2cpb接合而成。在第2部分透鏡組u2b的正彎月透鏡l2b2與位于其像側(cè)的接合透鏡l2c中的雙凹透鏡l2cn之間,存在凸面朝向像側(cè)的正彎月透鏡形狀的空氣透鏡lair。
關(guān)于該第2實施例的光學(xué)系統(tǒng)os2,在第2透鏡組g2的正彎月透鏡l2b2的像面?zhèn)韧哥R面(面編號17)和第2透鏡組的雙凹透鏡l2cn的物體側(cè)透鏡面(面編號18)上,形成有后述的增透膜。
另外,在該光學(xué)系統(tǒng)os2的第2透鏡組g2與像面之間,配置有相當(dāng)于光學(xué)低通濾波器的白玻璃fl。
在以下的表4中記載有該第2實施例的光學(xué)系統(tǒng)os2的參數(shù)的值。
(表4)
[整體參數(shù)]
f=104.985
fno=1.45
ω=11.60
y=21.6
tl=133.304
bf=39.756
[面數(shù)據(jù)]
[透鏡組焦距]
[各間隔數(shù)據(jù)]
在該第2實施例的光學(xué)系統(tǒng)os2中,第9面的透鏡面形成為非球面形狀。在以下的表5中示出非球面數(shù)據(jù)、即圓錐常數(shù)κ和各非球面常數(shù)a4~a10的值。
(表5)
[非球面數(shù)據(jù)]
在以下的表6中示出對于該第2實施例的光學(xué)系統(tǒng)os2的各條件式對應(yīng)值。
(表6)
[條件式對應(yīng)值]
(1)(rbc2-rbc1)/(rbc2+rbc1)=-0.179
(2)|(ra2-ra1)/(ra2+ra1)|=0.0378
(3)f2/f0=0.797
(4)f1/f0=1.609
(5)νd1a=(67.05+95.25+95.25)/3=85.85
(6)νd2b=(52.34+67.90)/2=60.12
(7)f2c/f0=1.627
(8)n2cp-n2cn=0.302
如上所述,第2實施例的光學(xué)系統(tǒng)os2將上述條件式(1)~(8)全部滿足。
在圖4中示出該第2實施例的光學(xué)系統(tǒng)os2的無限遠對焦狀態(tài)下的球面像差、像散、畸變、倍率色像差以及彗差的各像差圖。如從該圖4所示的各像差圖明確可知,在該第2實施例的光學(xué)系統(tǒng)os2中,良好地對包含球面像差、弧矢彗差、像面彎曲、像散以及子午彗差在內(nèi)的各像差進行校正,具有高光學(xué)性能。
[第3實施例]
圖5是示出第3實施例的光學(xué)系統(tǒng)os3的結(jié)構(gòu)的圖。該光學(xué)系統(tǒng)os3沿著光軸從物體側(cè)依次由第1透鏡組g1和第2透鏡組g2構(gòu)成,所述第1透鏡組g1具有正的光焦度且在進行對焦時相對于像面被固定,所述第2透鏡組g2具有正的光焦度且為了從無限遠物體向近距離物體進行對焦而沿著光軸向物體側(cè)移動。
第1透鏡組g1從物體側(cè)依次由具有正的光焦度的第1部分透鏡組u1a和凸面朝向物體側(cè)的負彎月透鏡l1b構(gòu)成。第1部分透鏡組u1a從物體側(cè)依次由凸面朝向物體側(cè)的正彎月透鏡l1、凸面朝向物體側(cè)的正彎月透鏡l2以及凸面朝向物體側(cè)的正彎月透鏡l3構(gòu)成。
第2透鏡組g2從物體側(cè)依次由具有正的光焦度的正彎月透鏡l2a、孔徑光闌s、雙凹形狀的負透鏡l2n、具有正的光焦度的第2部分透鏡組u2b以及具有正的光焦度的接合透鏡l2c構(gòu)成,所述正彎月透鏡l2a在物體側(cè)具有非球面且凸面朝向物體側(cè)。第2部分透鏡組u2b從物體側(cè)依次由雙凸形狀的正透鏡l2b1與凸面朝向像側(cè)的正彎月透鏡l2b2這兩個正透鏡構(gòu)成。接合透鏡l2c從物體側(cè)依次由雙凹透鏡l2cn與雙凸透鏡l2cpb接合而成。在第2部分透鏡組u2b的正彎月透鏡l2b2與位于其像側(cè)的接合透鏡l2c中的雙凹透鏡l2cn之間,存在凸面朝向像側(cè)的正彎月透鏡形狀的空氣透鏡lair。
關(guān)于該第3實施例的光學(xué)系統(tǒng)os3,在第2透鏡組g2的負透鏡l2n的像面?zhèn)韧哥R面(面編號13)和第2透鏡組g2的正透鏡l2b1的物體側(cè)透鏡面(面編號14)上,形成有后述的增透膜。
另外,在該光學(xué)系統(tǒng)os2的第2透鏡組g2與像面之間,配置有相當(dāng)于光學(xué)低通濾波器的白玻璃fl。
在以下的表7中,記載有該第3實施例的光學(xué)系統(tǒng)os3的參數(shù)的值。
(表7)
[整體參數(shù)]
f=104.990
fno=1.45
ω=11.63
y=21.6
tl=139.798
bf=38.536
[面數(shù)據(jù)]
[透鏡組焦距]
[各間隔數(shù)據(jù)]
在該第3實施例的光學(xué)系統(tǒng)os3中,第9面的透鏡面形成為非球面形狀。在以下的表8中示出非球面數(shù)據(jù)、即圓錐常數(shù)κ和各非球面常數(shù)a4~a10的值。
(表8)
[非球面數(shù)據(jù)]
在以下的表9中,示出對于該第3實施例的光學(xué)系統(tǒng)os3的各條件式對應(yīng)值。
(表9)
[條件式對應(yīng)值]
(1)(rbc2-rbc1)/(rbc2+rbc1)=-0.250
(2)|(ra2-ra1)/(ra2+ra1)|=0.0766
(3)f2/f0=0.711
(4)f1/f0=1.780
(5)νd1a=(67.05+95.25+95.25)/3=85.85
(6)νd2b=(52.34+67.90)/2=60.12
(7)f2c/f0=1.555
(8)n2cp-n2cn=0.302
如上所述,第3實施例的光學(xué)系統(tǒng)os3將上述條件式(1)~(8)全部滿足。
在圖6中示出該第3實施例的光學(xué)系統(tǒng)os3的無限遠對焦狀態(tài)下的球面像差、像散、畸變、倍率色像差以及彗差的各像差圖。如該圖6所示的各像差圖明確可知,在該第3實施例的光學(xué)系統(tǒng)os3中,良好地對包含球面像差、弧矢彗差、像面彎曲、像散以及子午彗差在內(nèi)的各像差進行校正,具有高光學(xué)性能。
[第4實施例]
圖7是示出第4實施例的光學(xué)系統(tǒng)os4的結(jié)構(gòu)的圖。該光學(xué)系統(tǒng)os4沿著光軸從物體側(cè)依次由第1透鏡組g1和第2透鏡組g2構(gòu)成,所述第1透鏡組g1具有正的光焦度且在進行對焦時相對于像面被固定,所述第2透鏡組g2具有正的光焦度且為了從無限遠物體向近距離物體進行對焦而沿著光軸向物體側(cè)移動。
所述第1透鏡組g1從物體側(cè)依次由具有正的光焦度的第1部分透鏡組u1a以及凸面朝向物體側(cè)且在像側(cè)具有非球面的負彎月透鏡l1b構(gòu)成。第1部分透鏡組u1a從物體側(cè)依次由凸面朝向物體側(cè)的正彎月透鏡l1、凸面朝向物體側(cè)的正彎月透鏡l2以及凸面朝向物體側(cè)的正彎月透鏡l3構(gòu)成。
所述第2透鏡組g2從物體側(cè)依次由凸面朝向物體側(cè)的正彎月透鏡l2a、孔徑光闌s、凸面朝向物體側(cè)的正彎月透鏡l2a2、雙凹形狀的負透鏡l2n、第2部分透鏡組u2b以及具有正的光焦度的接合透鏡l2c構(gòu)成,所述第2部分透鏡組u2b由凸面朝向像側(cè)的正彎月透鏡l2b2構(gòu)成。接合透鏡l2c從物體側(cè)依次由雙凹透鏡l2cn與雙凸透鏡l2cpb接合而成。在第2部分透鏡組u2b的正彎月透鏡l2b2與位于其像側(cè)的接合透鏡l2c中的雙凹透鏡l2cn之間,存在凸面朝向像側(cè)的正彎月透鏡形狀的空氣透鏡lair。
關(guān)于該第4實施例的光學(xué)系統(tǒng)os4,在第1透鏡組g1的正彎月透鏡l1的像面?zhèn)韧哥R面(面編號2)和第1透鏡組g1的正彎月透鏡l2的物體側(cè)透鏡面(面編號3)上形成有后述的增透膜。
另外,在該光學(xué)系統(tǒng)os2的第2透鏡組g2與像面之間,配置有相當(dāng)于光學(xué)低通濾波器的白玻璃fl。
在以下的表10中記載有該第4實施例的光學(xué)系統(tǒng)os4的參數(shù)的值。
(表10)
[整體參數(shù)]
f=105.025
fno=1.45
ω=11.59
y=21.6
tl=142.650
bf=38.412
[面數(shù)據(jù)]
[透鏡組焦距]
[各間隔數(shù)據(jù)]
在該第4實施例的光學(xué)系統(tǒng)os4中,第8面的透鏡面形成為非球面形狀。在以下的表11中示出非球面數(shù)據(jù)、即圓錐常數(shù)κ和各非球面常數(shù)a4~a10值。
(表11)
[非球面數(shù)據(jù)]
在以下的表12中,示出對于該第4實施例的光學(xué)系統(tǒng)os4的各條件式對應(yīng)值。
(表12)
[條件式對應(yīng)值]
(1)(rbc2-rbc1)/(rbc2+rbc1)=-0.224
(2)|(ra2-ra1)/(ra2+ra1)|=0.4948
(3)f2/f0=0.739
(4)f1/f0=4.391
(5)νd1a=(63.34+95.25+95.25)/3=84.61
(6)νd2b=82.57
(7)f2c/f0=1.194
(8)n2cp-n2cn=0.302
如上所述,第4實施例的光學(xué)系統(tǒng)os4將上述條件式(1)~(8)全部滿足。
在圖8中示出該第4實施例的光學(xué)系統(tǒng)os4的無限遠對焦狀態(tài)下的球面像差、像散、畸變、倍率色像差以及彗差的各像差圖。如從該圖8所示的各像差圖明確可知,在該第3實施例的光學(xué)系統(tǒng)os3中,良好地對包含球面像差、弧矢彗差、像面彎曲、像散以及子午彗差在內(nèi)的各像差進行校正,具有高光學(xué)性能。
根據(jù)以上的各實施例,具有2ω=23°左右的包含角,而且具有大口徑f1.4的口徑,能夠?qū)崿F(xiàn)高性能且良好地對球面像差、弧矢彗差、像面彎曲以及子午彗差進行了校正的光學(xué)系統(tǒng)os。
另外,通過將以上的各實施例所示的光學(xué)系統(tǒng)os1~os4搭載到上述的相機1起到上述的效果,這是不言而喻的。另外,上述各實施例示出本發(fā)明的一具體例,本發(fā)明并不限定于此。
此處,對在本申請的實施方式的光學(xué)系統(tǒng)中使用的增透膜(也稱為多層寬帶增透膜)進行說明。圖12是示出增透膜的膜結(jié)構(gòu)的一例的圖。該增透膜101由7層構(gòu)成,形成在透鏡等光學(xué)部件102的光學(xué)面上。第1層101a由通過真空蒸鍍法蒸鍍的氧化鋁形成。另外,在該第1層101a之上還形成有由通過真空蒸鍍法蒸鍍的氧化鈦與氧化鋯的混合物構(gòu)成的第2層101b。而且,在該第2層101b之上形成有由通過真空蒸鍍法蒸鍍的氧化鋁構(gòu)成的第3層101c,在該第3層101c之上形成有由通過真空蒸鍍法蒸鍍的氧化鈦與氧化鋯的混合物構(gòu)成的第4層101d。而且,在該第4層101d之上形成有由通過真空蒸鍍法蒸鍍的氧化鋁構(gòu)成的第5層101e,在該第5層101e之上形成有由通過真空蒸鍍法蒸鍍的氧化鈦與氧化鋯的混合物構(gòu)成的第6層101f。
并且,在由此形成的第6層101f之上,通過濕法形成由氟化鎂與二氧化硅的混合物構(gòu)成的第7層101g,而形成本實施方式的增透膜101。對于第7層101g的形成,使用作為濕法的一種的溶膠-凝膠法。溶膠-凝膠法是使將原料混合而得到的溶膠通過水解/縮聚反應(yīng)等成為沒有流動性的凝膠,對該凝膠進行加熱/分解而得到生成物的方法,在光學(xué)薄膜的制作中,在光學(xué)部件的光學(xué)面上涂布光學(xué)薄膜材料溶膠,通過干燥固化而成為凝膠膜,從而能夠生成膜。另外,作為濕法,不限定于溶膠-凝膠法,也可以使用不經(jīng)過凝膠狀態(tài)而得到固體膜的方法。
如上所述,該增透膜101的從第1層101a~第6層101f為止通過作為干法的電子束蒸鍍來形成,作為最上層的第7層101g,通過使用了由氫氟酸/乙酸鎂法調(diào)制的溶膠液的濕法按照以下的步驟形成。首先,預(yù)先在透鏡成膜面(上述的光學(xué)部件102的光學(xué)面)上使用真空蒸鍍裝置依次形成成為第1層101a的氧化鋁層、成為第2層101b的氧化鈦-氧化鋯混合層、成為第3層101c的氧化鋁層、成為第4層101d的氧化鈦-氧化鋯混合層、成為第5層101e的氧化鋁層以及成為第6層101f的氧化鈦-氧化鋯混合層。并且,在從蒸鍍裝置取出了光學(xué)部件102之后,通過旋涂涂膠法對在通過氫氟酸/乙酸鎂法調(diào)制的溶膠液中加入了硅醇鹽的液體進行涂布,從而形成成為第7層101g的由氟化鎂與二氧化硅的混合物構(gòu)成的層。由以下的式(b)表示通過氫氟酸/乙酸鎂法調(diào)制時的反應(yīng)式。
2hf+mg(ch3coo)2→mgf2+2ch3cooh(b)
關(guān)于在該成膜中使用的溶膠液,在原料混合之后,在高壓滅菌器中以140℃實施了24小時高溫加壓熟化處理之后,用于成膜。關(guān)于該光學(xué)部件102,在第7層101g的成膜結(jié)束之后,在大氣中以160℃進行1小時加熱處理而完成。通過使用這種溶膠-凝膠法,大小為幾nm至幾十nm的粒子殘留空隙地堆積,從而形成第7層101g。
使用圖13所示的光譜特性對具有由此形成的增透膜101的光學(xué)部件的光學(xué)性能進行說明。
以以下的表13所示的條件形成具有本實施方式的增透膜的光學(xué)部件(透鏡)。此處表13是設(shè)基準波長為λ且針對襯底(光學(xué)部件)的折射率為1.62、1.74以及1.85分別求出了增透膜101的各層101a(第1層)~101g(第7層)的光學(xué)膜厚的表。另外,在表13中,將氧化鋁表示為al2o3,將氧化鈦與氧化鋯混合物表示為zro2+tio2,將氟化鎂與二氧化硅的混合物表示為mgf2+sio2。
(表13)
圖13表示光線垂直入射到在表13中使基準波長λ為550nm而設(shè)計了增透膜101的各層的光學(xué)膜厚的光學(xué)部件時的光譜特性。
從圖13可知,具有使基準波長λ為550nm而設(shè)計的增透膜101的光學(xué)部件,在光線的波長為420nm~720nm的整個區(qū)域中將反射率抑制為0.2%以下。另外,即使是具有在表13中使基準波長λ為d線(波長587.6nm)來設(shè)計了各光學(xué)膜厚的增透膜101的光學(xué)部件,也幾乎不對該光譜特性產(chǎn)生影響,具有與圖13所示的基準波長λ為550nm時基本同樣的光譜特性。
接著,對本增透膜的變形例進行說明。該增透膜由5層構(gòu)成,與表13同樣,以在以下的表14中示出的條件設(shè)計對于基準波長λ的各層的光學(xué)膜厚。在本變形例中,第5層的形成使用上述的溶膠-凝膠法。
(表14)
圖14示出光線垂直入射到具有在表14中使襯底的折射率為1.52以及使基準波長λ為550nm而設(shè)計了各光學(xué)膜厚的增透膜的光學(xué)部件時的光譜特性。從圖14可知,本變形例的增透膜在光線的波長為420nm~720nm的整個區(qū)域中將反射率抑制為0.2%以下。另外,即使是具有在表14中使基準波長λ為d線(波長587.6nm)而設(shè)計了各光學(xué)膜厚的增透膜的光學(xué)部件,也幾乎不對該光譜特性產(chǎn)生影響,具有與圖14所示的光譜特性基本同樣的特性。
圖15分別示出光線向具有圖14所示的光譜特性的光學(xué)部件入射的入射角為30度、45度、60度時的光譜特性。另外,雖然在圖14、圖15中沒有示出具有表14所示的襯底的折射率為1.46的增透膜的光學(xué)部件的光譜特性,但是當(dāng)然具有與襯底的折射率為1.52時基本同樣的光譜特性。
另外,為了進行比較,在圖16中示出僅通過以往的真空蒸鍍法等干法成膜的增透膜的一例。圖16示出光線垂直入射到設(shè)計了對與表14同樣的襯底的折射率1.52以以下的表15中所示的條件構(gòu)成的增透膜的光學(xué)部件時的光譜特性。另外,圖17分別示出光線向具有圖16所示的光譜特性的光學(xué)部件入射的入射角為30度、45度、60度時的光譜特性。
(表15)
當(dāng)將圖13~圖15所示的具有本實施方式的增透膜的光學(xué)部件的光譜特性與在圖16和圖17所示的以往例的光譜特性進行比較時,可知本實施方式的增透膜在任何入射角下都具有更低的反射率,而且在更寬的帶寬上具有低反射率。
接著,對本申請的第1實施例至第4實施例中應(yīng)用了上述表13和表14所示的增透膜的例子進行說明。
在第1實施例的光學(xué)系統(tǒng)os1中,如表1所示,第1透鏡組g1的負彎月透鏡l1b的折射率為nd=1.575010,第2透鏡組g2的正彎月透鏡l2a的折射率為nd=1.516800。因此,對于負彎月透鏡l1b的像面?zhèn)鹊耐哥R面使用與襯底的折射率為1.62對應(yīng)的增透膜101(參照表13),對于正彎月透鏡l2a的物體側(cè)的透鏡面使用與襯底的折射率為1.52對應(yīng)的增透膜101(參照表14),從而能夠減小來自各透鏡面的反射光,能夠減少重影和眩光。
在第2實施例的光學(xué)系統(tǒng)os2中,如表4所示,第2透鏡組g2的正彎月透鏡l2b2的折射率為nd=1.593190,第2透鏡組g2的雙凹透鏡l2cn的折射率為nd=1.581440。因此,對于正彎月透鏡l2b2的像面?zhèn)鹊耐哥R面使用與襯底的折射率為1.62對應(yīng)的增透膜101(參照表13),對于雙凹透鏡l2cn的物體側(cè)的透鏡面也使用與襯底的折射率為1.62對應(yīng)的增透膜101(參照表13),從而能夠減小來自各透鏡面的反射光,能夠減少重影和眩光。
在第3實施例的光學(xué)系統(tǒng)os3中,如表7所示,第2透鏡組g2的負透鏡l2n的折射率為nd=1.603420,第2透鏡組g2的正透鏡l2b1的折射率為nd=1.755000。因此,對于負透鏡l2n的像面?zhèn)鹊耐哥R面使用與襯底的光焦度為1.62對應(yīng)的增透膜101(參照表13),對于負透鏡l2n的物體側(cè)的透鏡面使用與襯底的折射率為1.74對應(yīng)的增透膜101(參照表13),從而能夠減小來自各透鏡面的反射光,能夠減少重影和眩光。
在第4實施例的光學(xué)系統(tǒng)os4中,如表10所示,第1透鏡組g1的正彎月透鏡l1的折射率為nd=1.618000,第1透鏡組g1的正彎月透鏡l2的折射率為nd=1.433852。因此,對于正彎月透鏡l1的像面?zhèn)鹊耐哥R面使用與襯底的光焦度為1.62對應(yīng)的增透膜101(參照表13),對于正彎月透鏡l2的物體側(cè)的透鏡面使用與襯底的光焦度為1.46對應(yīng)的增透膜101(參照表14),從而能夠減小來自各透鏡面的反射光,能夠減少重影和眩光。
以下,參照附圖對第2實施方式進行說明。如圖18所示,本實施方式的光學(xué)系統(tǒng)os沿著光軸從物體側(cè)依次具備:第1透鏡組g1,具有正的光焦度,在進行對焦時相對于像面在光軸方向上被固定;第2透鏡組g2,具有正的光焦度,為了進行對焦而沿著光軸移動;以及第3透鏡組g3,具有正的光焦度,在進行對焦時相對于像面在光軸方向上被固定,第1透鏡組g1具備部分透鏡組g1a和負透鏡l1b,所述部分透鏡組g1a具有至少兩個正透鏡l11、l12且作為整體具有正的光焦度,第2透鏡組g2從物體側(cè)起具備正透鏡l21、負透鏡l22以及具有正的光焦度的接合透鏡l20a,第3透鏡組g3從物體側(cè)起具備接合透鏡l3a。接合透鏡l20a至少通過負透鏡l23與正透鏡l24接合而成。
本實施方式的光學(xué)系統(tǒng)os基本上不會使在前組、后組固定的內(nèi)對焦式的光學(xué)系統(tǒng)中、其中特別是在大口徑鏡頭中成為缺點的球面像差、彗差、弧矢彗差、色像差、像面彎曲以及像散惡化而進行了改善的系統(tǒng)。以下,對用于構(gòu)成這種光學(xué)系統(tǒng)os的條件進行說明。
本實施方式的光學(xué)系統(tǒng)os優(yōu)選滿足以下的條件式(101)。
-1.00<(r2nb+r2na)/(r2nb-r2na)<0.00(101)其中,
r2na:第2透鏡組g2中的負透鏡l22的物體側(cè)透鏡面的曲率半徑
r2nb:第2透鏡組g2中的負透鏡l22的像側(cè)透鏡面的曲率半徑
條件式(101)是將第2透鏡組g2中的負透鏡l22的形狀因子(q因子)的值設(shè)定為最佳的值的條件式。本實施方式的要點在于,內(nèi)對焦方式的對焦透鏡組通過所謂天塞型的光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成。天塞型是能夠應(yīng)用于大口徑的最小構(gòu)成個數(shù)的透鏡組,作為滿足自動對焦系統(tǒng)的各條件的對焦透鏡組具有最佳的特征。在該天塞型的對焦透鏡組中,中央的負透鏡的最佳的形狀因子對于得到良好的球面像差、像散、彗差是重要的。
在超過該條件式(101)的上限時,負透鏡l22的形狀越過物體側(cè)透鏡面與像側(cè)透鏡面的曲率半徑的絕對值相同的雙凹形狀,而成為物體側(cè)的曲率比像面?zhèn)鹊那矢叩男螤?、即物體側(cè)透鏡面的曲率半徑的絕對值比像面?zhèn)韧哥R面的曲率半徑的絕對值小的形狀。另外,當(dāng)成為更大的正數(shù)時,成為凹面朝向物體側(cè)的平凹形狀,甚至成為凸面朝向像側(cè)的彎月形狀。此時,球面像差、彗差惡化,因此是不優(yōu)選的。另外,當(dāng)將條件式(101)的上限值設(shè)定為-0.05時,更有利于上述的各像差的校正。另外,當(dāng)將條件式(101)的上限值設(shè)定為-0.10時,進一步有利于上述的各像差的校正。另外,通過將條件式(101)的上限值設(shè)定為-0.20,能夠最大限度地發(fā)揮本實施方式的效果。
另外,在低于條件式(101)的下限時,負透鏡l22的形狀越過凹面朝向像側(cè)的平凹形狀,而成為凸面朝向物體側(cè)的彎月形狀。此時,像散、像面彎曲、彗差的校正變得困難,因此是不優(yōu)選的。另外,當(dāng)將條件式(101)的下限值設(shè)定為-0.90時,更有利于上述的各像差的校正。另外,當(dāng)將條件式(101)的下限值設(shè)定為-0.85時,進一步有利于上述的各像差的校正。另外,通過將條件式(101)的下限值設(shè)定為-0.83,能夠最大限度地發(fā)揮本實施方式的效果。
根據(jù)以上的結(jié)構(gòu),能夠?qū)崿F(xiàn)對焦透鏡組的構(gòu)成個數(shù)少、高性能且各像差少的光學(xué)系統(tǒng)。
另外,本實施方式的光學(xué)系統(tǒng)os優(yōu)選滿足以下的條件式(102)。
0.35<f2/f1<1.00(102)
其中,
f2:第2透鏡組g2的焦距
f1:第1透鏡組g1的焦距
條件式(102)是設(shè)定第2透鏡組g2的焦距的最佳值、換言之第2透鏡組g2的光焦度的最佳值的條件。
在超過該條件式(102)的上限時,由于第2透鏡組g2的光焦度變?nèi)?,因此光學(xué)系統(tǒng)os變得大型化,用于進行對焦的第2透鏡組g2的移動量增大。因此,基于致動器的af驅(qū)動變得困難。另外,意味著第1透鏡組g1的光焦度相對地變強,在像差校正上很難進行球面像差、軸向色像差的校正,是不優(yōu)選的。另外,當(dāng)將條件式(102)的上限值設(shè)定為0.90時,更有利于上述的各像差的校正。另外,當(dāng)將條件式(102)的上限值設(shè)定為0.80時,進一步有利于上述的各像差的校正。另外,通過將條件式(102)的上限值設(shè)定為0.70,能夠最大限度地發(fā)揮本實施方式的效果。
另外,在低于條件式(102)的下限時,第2透鏡組g2的光焦度變強,因此特別是球面像差、彗差的校正變得困難,是不優(yōu)選的。另外,當(dāng)將條件式(102)的下限值設(shè)定為0.36時,更有利于各像差的校正。另外,當(dāng)將條件式(102)的下限值設(shè)定為0.37時,進一步有利于各像差的校正。另外,通過將條件式(102)的下限值設(shè)定為0.38,能夠最大限度地發(fā)揮本實施方式的效果。
另外,本實施方式的光學(xué)系統(tǒng)os優(yōu)選滿足以下的條件式(103)。
0.00<x2/f2<0.10(103)
其中,
x2:從無限遠對焦狀態(tài)向成像倍率β=-1/30倍進行對焦時的第2透鏡組g2的移動量
f2:第2透鏡組g2的焦距
條件式(103)是規(guī)定作為對焦透鏡組的第2透鏡組g2的移動量與光焦度的關(guān)系的條件式。
在超過條件式(103)的上限時,用于進行對焦的第2透鏡組g2的移動量增加,基于致動器的af驅(qū)動變得困難。另外,作為對焦透鏡組的第2透鏡組g2的焦距變小,意味著光焦度變強,其結(jié)果球面像差、彗差的校正變得困難。另外,當(dāng)將條件式(103)的上限值設(shè)定為0.08時,更有利于上述的各像差的校正。另外,當(dāng)將條件式(103)的上限值設(shè)定為0.07時,進一步有利于上述的各像差的校正。另外,通過將條件式(103)的上限值設(shè)定為0.06,能夠最大限度地發(fā)揮本實施方式的效果。
另外,當(dāng)超過條件式(103)的下限時,能夠良好地對球面像差的近距離變動等進行校正。另外,當(dāng)將條件式(103)的下限值設(shè)定為0.02時,有利于球面像差的近距離變動等的校正。另外,當(dāng)將條件式(103)的下限值設(shè)定為0.03時,進一步有利于各像差的校正。另外,通過將條件式(103)的下限值設(shè)定為0.04,能夠最大限度地發(fā)揮本實施方式的效果。
另外,本實施方式的光學(xué)系統(tǒng)os優(yōu)選滿足以下的條件式(104)。
1.00<f3/f0<20.00(104)
其中,
f3:第3透鏡組g3的焦距
f0:無限遠對焦時的整個系統(tǒng)的焦距
條件式(104)是設(shè)定第3透鏡組g3的焦距的最佳值、換言之第3透鏡組g3的光焦度的最佳值的條件。
在超過條件式(104)的上限時,意味著在進行對焦,相對于像面在光軸方向上被固定的第3透鏡組g3的光焦度顯著變?nèi)酢4藭r,像差校正效果也減少,其結(jié)果彗差等軸外像差的校正變得困難,因此是不優(yōu)選的。另外,當(dāng)將條件式(104)的上限值設(shè)定為19.00時,更有利于上述的各像差的校正。另外,當(dāng)將條件式(104)的上限值設(shè)定為18.00時,進一步有利于上述的各像差的校正。另外,通過將條件式(104)的上限值設(shè)定為17.50,能夠最大限度地發(fā)揮本實施方式的效果。
另外,在低于條件式(104)的下限時,第3透鏡組g3的光焦度變強,后焦距變短,當(dāng)以能夠確保充分的后焦距的方式設(shè)定各組的光焦度時,其結(jié)果球面像差、像面彎曲的校正變得困難,近距離像差變動變大,因此是不優(yōu)選的。另外,當(dāng)將條件式(104)的下限值設(shè)定為1.30時,有利于上述的各像差的校正。另外,當(dāng)將條件式(104)的下限值設(shè)定為1.50時,有利于上述的各像差的校正。另外,通過將條件式(104)的下限值設(shè)定為2.00,能夠最大限度地發(fā)揮本實施方式的效果。
另外,關(guān)于本實施方式的光學(xué)系統(tǒng)os,優(yōu)選的是,第2透鏡組g2中的接合透鏡l20a通過將負透鏡l23與正透鏡l24接合而成,且滿足以下的條件式(105)。
0.10<n24-n23<0.50(105)
其中,
n23:構(gòu)成第2透鏡組g2中的接合透鏡l20a的負透鏡l23的對d線的折射率
n24:構(gòu)成第2透鏡組g2中的接合透鏡l20a的正透鏡l24的對d線的折射率
條件式(105)是設(shè)定了第2透鏡組g2中的構(gòu)成接合透鏡l20a的正透鏡l24與負透鏡l23的折射率的大小關(guān)系的條件。是為了最佳的佩茲伐曲率的設(shè)定以及像面彎曲、像散的良好的校正而有效的條件。
在超過該條件式(105)的上限時,如果選擇合適的硝材,則會大量使用高色散硝材,軸向色像差、倍率色像差的校正變得困難,因此是不優(yōu)選的。另外,當(dāng)將條件式(105)的上限值設(shè)定為0.45時,更有利于上述的各像差的校正。另外,當(dāng)將條件式(105)的上限值設(shè)定為0.40時,進一步有利于上述的各像差的校正。另外,通過將條件式(105)的上限值設(shè)定為0.30,能夠最大限度地發(fā)揮本實施方式的效果。
另外,在低于條件式(105)的下限時,最佳的佩茲伐曲率的設(shè)定變得困難,像面彎曲、像散的校正變得困難,因此是不優(yōu)選的。另外,當(dāng)將條件式(105)的下限值設(shè)定為0.15時,更有利于各像差的校正。另外,當(dāng)將條件式(105)的下限值設(shè)定為0.19時,進一步有利于各像差的校正。另外,通過將條件式(105)的下限值設(shè)定為0.21,能夠最大限度地發(fā)揮本實施方式的效果。
另外,關(guān)于本實施方式的光學(xué)系統(tǒng)os,優(yōu)選的是,第3透鏡組g3中的接合透鏡l3a具備配置在最靠物體側(cè)的物體側(cè)正透鏡l31以及與所述物體側(cè)正透鏡的像側(cè)接合的負透鏡l32,且滿足以下的條件式(106)。
0.10<n31-n32<0.50(106)
其中,
n31:物體側(cè)正透鏡l31的對d線的折射率
n32:與物體側(cè)正透鏡l31的像側(cè)接合的負透鏡l32的對d線的折射率
條件式(106)是設(shè)定構(gòu)成第3透鏡組g3中的接合透鏡l3a的物體側(cè)正透鏡l31與負透鏡l32的折射率的大小關(guān)系的條件。是為了最佳的佩茲伐曲率的設(shè)定以及良好的像面彎曲、像散的校正而有效的條件。
在超過該條件式(106)的上限時,如果選擇合適的硝材,則會大量使用高色散硝材,軸向色像差、倍率色像差的校正變得困難,因此是不優(yōu)選的。另外,當(dāng)將條件式(106)的上限值設(shè)定為0.45時,更有利于上述的各像差的校正。另外,當(dāng)將條件式(106)的上限值設(shè)定為0.40時,進一步有利于上述的各像差的校正。另外,通過將條件式(106)的上限值設(shè)定為0.30,能夠最大限度地發(fā)揮本實施方式的效果。
另外,在低于條件式(106)的下限時,最佳的佩茲伐曲率的設(shè)定變得困難,像面彎曲、像散的校正變得困難,因此是不優(yōu)選的。另外,當(dāng)將條件式(106)的下限值設(shè)定為0.12時,更有利于各像差的校正。另外,當(dāng)將條件式(106)的下限值設(shè)定為0.13時,進一步有利于各像差的校正。另外,通過將條件式(106)的下限值設(shè)定為0.15,能夠最大限度地發(fā)揮本實施方式的效果。
另外,本實施方式的光學(xué)系統(tǒng)os優(yōu)選滿足以下的條件式(107)。
57.00<νd1a(107)
其中,
νd1a:部分透鏡組g1a中的至少兩個正透鏡(l11,l12)的阿貝數(shù)的平均值
條件式(107)是設(shè)定配置在具有多個正透鏡且具有正的光焦度的部分透鏡組g1a中的所有的正透鏡的阿貝數(shù)的平均值的條件。在第1透鏡組g1中位于物體側(cè)且具有正的光焦度的部分透鏡組g1a對軸向色像差、倍率色像差的良好的校正起到很大的作用。在本實施方式的情況下,通過使用異常部分色散玻璃和螢石,從而進行特別是軸向色像差的校正。
在不滿足該條件式(107)的條件時,無法使用所謂的具有異常部分色散的特性的硝材,因此很難進行軸向色像差、倍率色像差的良好的校正,特別是二階色散的良好的校正。另外,當(dāng)將條件式(107)的下限值設(shè)定為60.00時,有利于色像差等各像差的校正。另外,當(dāng)將條件式(107)的下限值設(shè)定為69.00時,有利于軸上對色像差等各像差的校正。另外,通過將條件式(107)的下限值設(shè)定為75.00,能夠最大限度地發(fā)揮本實施方式的效果。
另外,關(guān)于本實施方式的光學(xué)系統(tǒng)os,優(yōu)選的是,在比第1透鏡組g1靠像側(cè)處具有決定f值的孔徑光闌s。另外,關(guān)于光學(xué)系統(tǒng)os,更優(yōu)選的是,在第2透鏡組g2中具有決定f值的孔徑光闌s。另外,關(guān)于光學(xué)系統(tǒng)os,進一步優(yōu)選的是,在第2透鏡組g2中的正透鏡l21與負透鏡l22之間,或者在第2透鏡組g2中的負透鏡l22與接合透鏡l20a之間,具有決定f值的孔徑光闌。由此,能夠進行像散、畸變的良好的校正。
另外,關(guān)于本實施方式的光學(xué)系統(tǒng)os,優(yōu)選的是,具有至少一個非球面。由此,能夠良好地對彗差,特別是弧矢彗差、球面像差進行校正。
在圖9中,作為具備上述的光學(xué)系統(tǒng)os的攝像裝置,示出單反相機1(以下,簡單記載為相機1)的概略剖視圖。在該相機1中,來自未圖示的物體(被攝體)的光通過攝影鏡頭2(光學(xué)系統(tǒng)os)而被聚光,通過快速復(fù)原反光鏡3而成像在焦點板4上。并且,成像在焦點板4上的光在五棱鏡5中多次反射而被向目鏡6引導(dǎo)。由此,攝影者能夠通過目鏡6將物體(被攝體)像作為正立像來觀察。
另外,當(dāng)由攝影者按壓未圖示的釋放按鈕時,快速復(fù)原反光鏡3向光路外退避,通過攝影鏡頭2而被聚光的未圖示的物體(被攝體)的光在攝像元件7上形成被攝體像。由此,來自物體(被攝體)的光通過攝像元件7而被攝像,作為物體(被攝體)圖像而被記錄在未圖示的存儲器中。由此,攝影者能夠進行基于本相機1的物體(被攝體)的攝影。另外,記載于圖9的相機1可以將攝影鏡頭2保持為能夠拆裝,也可以與攝影鏡頭2一體地成型。另外,相機1可以是所謂的單反相機,也可以是不具有快速復(fù)原反光鏡等的緊湊型相機或者無反光鏡的單反相機。
此處,作為本相機1的攝影鏡頭2,上述的光學(xué)系統(tǒng)os通過其特征性的鏡頭結(jié)構(gòu),實現(xiàn)對焦透鏡組的構(gòu)成個數(shù)少、高性能且各像差少的光學(xué)系統(tǒng)。由此,本相機1實現(xiàn)高速的對焦和高性能的攝影。
另外,能夠在不損壞光學(xué)性能的范圍內(nèi)適當(dāng)采用以下記載的內(nèi)容。
在本實施方式中,雖然示出了3組結(jié)構(gòu)的光學(xué)系統(tǒng)os,但是以上的構(gòu)成條件等也能夠應(yīng)用于4組、5組等其他的組結(jié)構(gòu)。另外,也可以是在最靠物體側(cè)增加了透鏡或透鏡組的結(jié)構(gòu),或者在最靠像側(cè)增加了透鏡或透鏡組的結(jié)構(gòu),或者在各透鏡組之間增加了透鏡或透鏡組的結(jié)構(gòu)。另外,透鏡組表示被空氣間隔分離的、具有至少一個透鏡的部分。另外,第2透鏡組也可以在正透鏡、負透鏡、具有正的光焦度的接合透鏡的物體側(cè)、像側(cè)、各透鏡之間具有其他的透鏡分量。
另外,本申請的光學(xué)系統(tǒng)也可以構(gòu)成為,為了從無限遠物體向近距離物體進行對焦,使透鏡組的一部分、一個透鏡組全體或者多個透鏡組作為對焦透鏡組而在光軸方向上移動。特別是,優(yōu)選如上所述地使第2透鏡組成為對焦透鏡組。另外,該對焦透鏡組還能夠應(yīng)用于自動對焦,也適合于基于自動對焦用的電機、例如超聲波電機等的驅(qū)動。
另外,在本申請的光學(xué)系統(tǒng)中,使任意一個透鏡組、部分透鏡組或者其一部分作為防抖透鏡組而以包含相對于光軸垂直的方向的分量的方式移動,或者在包含光軸的面內(nèi)方向上旋轉(zhuǎn)移動(擺動),從而還能夠?qū)τ捎谑侄兜犬a(chǎn)生的像抖動進行校正。特別是,在本申請的光學(xué)系統(tǒng)中,優(yōu)選的是,使第2透鏡組或第2透鏡組的一部分成為防抖透鏡組。
另外,構(gòu)成本申請的光學(xué)系統(tǒng)的透鏡的透鏡面可以是球面或平面,或者也可以是非球面。在透鏡面為球面或平面時,透鏡加工和組裝調(diào)整變得容易,能夠防止由透鏡加工和組裝調(diào)整的誤差引起的光學(xué)性能的劣化,因此是優(yōu)選的。另外,即使在像面偏移的情況下描繪性能的劣化也少,因此是優(yōu)選的。在透鏡面為非球面時,可以是基于研磨加工的非球面、通過模具將玻璃形成為非球面形狀的玻璃模鑄非球面、或者將設(shè)置在玻璃的表面的樹脂形成為非球面形狀的復(fù)合型非球面中的任意一種。另外,透鏡面可以是衍射面,也可以使透鏡為折射率分布型透鏡(grin透鏡)或塑料透鏡。
另外,孔徑光闌s雖然優(yōu)選配置在光學(xué)系統(tǒng)os的中央附近,但是也可以不設(shè)置作為孔徑光闌的部件,而通過透鏡的框來代替其作用。
而且,在各透鏡面上,為了減輕眩光和重影并實現(xiàn)高對比度的高光學(xué)性能,也可以施加在寬波長區(qū)域中具有高透射率的增透膜。
以下,參照圖26對本實施方式的光學(xué)系統(tǒng)os的制造方法的概略進行說明。關(guān)于該光學(xué)系統(tǒng)os的制造方法,該光學(xué)系統(tǒng)沿著光軸從物體側(cè)依次具備第1透鏡組g1、第2透鏡組g2及第3透鏡組g3,所述第1透鏡組g1具有正的光焦度且在進行對焦時相對于像面在光軸方向上被固定,所述第2透鏡組g2具有正的光焦度且為了進行對焦而沿著光軸移動,所述第3透鏡組g3具有正的光焦度且在進行對焦時相對于像面在光軸方向上被固定,其中,所述光學(xué)系統(tǒng)os的制造方法包含以下的步驟s1至s4。
使得第1透鏡組g1具備部分透鏡組g1a和負透鏡l1b,所述部分透鏡組g1a具有至少兩個正透鏡l11、l12且作為整體具有正的光焦度的(步驟s1)。
使得第2透鏡組g2從物體側(cè)起具備正透鏡l21、負透鏡l22以及具有正的光焦度的接合透鏡l20a(步驟s2)。
使得第3透鏡組g3具備接合透鏡l3a(步驟s3)。
使得光學(xué)系統(tǒng)滿足作為預(yù)定的條件式的以下的條件式(101)(步驟s4)。
-1.00<(r2nb+r2na)/(r2nb-r2na)<0.00(101)
其中,
r2na:第2透鏡組中的負透鏡l22的物體側(cè)透鏡面的曲率半徑
r2nb:第2透鏡組中的負透鏡l22的像側(cè)透鏡面的曲率半徑
根據(jù)以上的制造方法,能夠制造對焦透鏡組的構(gòu)成個數(shù)少、高性能且各像差少的光學(xué)系統(tǒng)。
以下,根據(jù)附圖對光學(xué)系統(tǒng)os的數(shù)值實施例進行說明。另外,圖18、圖20、圖22以及圖24示出各實施例的光學(xué)系統(tǒng)os(os5~os8)的結(jié)構(gòu)。
在各實施例中,關(guān)于非球面,在設(shè)與光軸垂直的方向的高度為y、高度y處的從各非球面的頂點的切面到各非球面為止的沿著光軸的距離(凹陷量)為s(y)、基準球面的曲率半徑(近軸曲率半徑)為r、圓錐常數(shù)為κ、n次非球面系數(shù)為an時,通過以下的式(a)表示。
x(y)=(y2/r)/[1+[1-κ(y2/r2)]1/2]+a4×y4+a6×y6+a8×y8+a10×y10(a)
另外,在各實施例中,2次非球面系數(shù)a2為0。另外,在各實施例的表中,對于非球面在面編號的右側(cè)附上“*”。
[第5實施例]
圖18是示出第5實施例的光學(xué)系統(tǒng)os5的結(jié)構(gòu)的圖。該光學(xué)系統(tǒng)os5沿著光軸從物體側(cè)依次由第1透鏡組g1、第2透鏡組g2及第3透鏡組g3構(gòu)成,所述第1透鏡組g1具有正的光焦度且在進行對焦時相對于像面在光軸方向上被固定,所述第2透鏡組g2具有正的光焦度且為了進行對焦而沿著光軸向物體側(cè)移動,所述第3透鏡組g3具有正的光焦度且在進行對焦時相對于像面在光軸方向上被固定。
第1透鏡組g1由具有正的光焦度的部分透鏡組g1a以及凸面朝向物體側(cè)的負彎月透鏡l1b構(gòu)成。部分透鏡組g1a由凸面朝向物體側(cè)的正彎月透鏡l11以及凸面朝向物體側(cè)的正彎月透鏡l12構(gòu)成。
第2透鏡組g2從物體側(cè)依次由凸面朝向物體側(cè)且使物體側(cè)和像側(cè)的兩透鏡面為非球面形狀的正彎月透鏡l21、孔徑光闌s、雙凹形狀的負透鏡l22以及通過凸面朝向物體側(cè)的負彎月透鏡l23與雙凸形狀的正透鏡l24接合而成的接合正透鏡l20a構(gòu)成。
第3透鏡組g3由通過凸面朝向像側(cè)的正彎月透鏡l31、凸面朝向像側(cè)的負彎月透鏡l32以及凸面朝向像側(cè)的正彎月透鏡l33這三個透鏡接合而成的接合正透鏡構(gòu)成。
在以下的表101中,記載有該第5實施例的光學(xué)系統(tǒng)os5的參數(shù)的值。在該表101的[整體參數(shù)]中,“f”表示焦距,“fno”表示f值,“ω”表示半視場角(單位為“°”),“y”表示像高,“tl”表示光學(xué)系統(tǒng)os5的全長,“bf”表示后焦距。另外,全長tl表示該光學(xué)系統(tǒng)os5的從最靠物體側(cè)的透鏡面(第1面)到像面為止的光軸上的距離。
另外,在[面數(shù)據(jù)]中,第1欄表示沿著光線行進的方向的從物體側(cè)起的光學(xué)面的順序(面編號),第2欄r表示各光學(xué)面的曲率半徑,第3欄d表示面間隔(第n面(n為整數(shù))與第n+1面之間的間隔),第4欄νd表示對d線(波長λ=587.6nm)的阿貝數(shù),第5欄nd表示對d線的折射率。另外,曲率半徑r=∞在透鏡面中表示平面,在孔徑光闌s中表示開口。另外,省略空氣的折射率nd=1.00000。另外,最終面(第18面)的面間隔為到像面i為止的光軸上的距離。面編號1~18對應(yīng)于圖18所示的編號1~18。
在[透鏡組焦距]中分別示出各透鏡組中的最靠物體側(cè)的面的面編號(始面)和各透鏡組的焦距。
在[各間隔數(shù)據(jù)]中,“f”表示整個系統(tǒng)的焦距,“β”表示物體與像之間的成像倍率,“di”(其中,i為整數(shù))表示第i面的可變的面間隔。另外,“無限遠”表示無限遠對焦狀態(tài),“中間”表示中間距離對焦狀態(tài),“近距離”表示近距離對焦狀態(tài)。另外,“d0”表示從物體到第1面為止的距離。
此處,雖然在以下的所有的參數(shù)值中記載的焦距f、曲率半徑r、面間隔d、其他長度的單位一般使用“mm”,但是即使對光學(xué)系統(tǒng)進行比例放大或比例縮小也能夠得到相同的光學(xué)性能,因此并不限定于此。另外,這些符號的說明和參數(shù)表的說明在之后的實施例中也相同。
(表101)
[整體參數(shù)]
f=103.256
fno=1.45
ω=11.68
y=21.6
tl=130.513
bf=39.073
[面數(shù)據(jù)]
[透鏡組焦距]
[各間隔數(shù)據(jù)]
在該第5實施例的光學(xué)系統(tǒng)os5中,第7面和第8面的透鏡面形成為非球面形狀。在以下的表102中,示出非球面數(shù)據(jù)、即圓錐常數(shù)κ和各非球面常數(shù)a4~a10的值。另外,在之后的實施例中,“e-n”表示“×10-n”。
(表102)
[非球面數(shù)據(jù)]
在以下的表103中,示出對于該第5實施例的光學(xué)系統(tǒng)os5的各條件式對應(yīng)值。其中,“r2na”表示第2透鏡組g2中的負透鏡l22的物體側(cè)透鏡面的曲率半徑。另外,“r2nb”表示第2透鏡組g2中的負透鏡l22的像側(cè)透鏡面的曲率半徑?!癴2”表示第2透鏡組g2的焦距。“f1”表示第1透鏡組g1的焦距。“x2”表示從無限遠對焦狀態(tài)向成像倍率β=-1/30倍進行對焦時的第2透鏡組g2的移動量?!癴3”表示第3透鏡組g3的焦距?!癴0”表示無限遠對焦時的整個系統(tǒng)的焦距?!皀23”表示構(gòu)成第2透鏡組g2中的接合透鏡l20a的負透鏡l23的對d線的折射率?!皀24”表示構(gòu)成第2透鏡組g2中的接合透鏡l20a的正透鏡l24的對d線的折射率?!皀31”表示物體側(cè)正透鏡l31的對d線的折射率?!皀32”表示與物體側(cè)正透鏡l31的像側(cè)接合的負透鏡l32的對d線的折射率?!唉蚫1a”表示部分透鏡組g1a中的至少兩個正透鏡(l11,l12)的阿貝數(shù)的平均值。
(表103)
(101)(r2nb+r2na)/(r2nb-r2na)=-0.414
(102)f2/f1=0.487
(103)x2/f2=0.0440
(104)f3/f0=3.69
(105)n24-n23=0.223
(106)n31-n32=0.152
(107)νd1a=81.1
如上所述,第5實施例的光學(xué)系統(tǒng)os5將上述條件式(101)~(107)全部滿足。
在圖19中,示出該第5實施例的光學(xué)系統(tǒng)os5的無限遠對焦狀態(tài)下的球面像差、像散、畸變、倍率色像差以及彗差的各像差圖。在各像差圖中,“fno”表示f值,“y”表示像高,“ω”表示半視場角[單位:“°”]。另外,在各像差圖中,“d”表示對d線(波長λ=587.6nm)的像差,“g”表示對g線(波長λ=435.8nm)的像差。另外,在像散圖中,實線表示弧矢像面,虛線表示子午像面。另外,關(guān)于彗差圖,在各半視場角ω中,實線表示對d線和g線的子午彗差,比原點靠左側(cè)的虛線表示對于d線在子午方向上產(chǎn)生的弧矢彗差,比原點靠右側(cè)的虛線表示對于d線在弧矢方向上產(chǎn)生的弧矢彗差。另外,該像差圖的說明在之后的實施例中也相同。如從該圖19所示的各像差圖明確可知,在該第5實施例的光學(xué)系統(tǒng)os5中,良好地對包含球面像差、弧矢彗差、像面彎曲、像散以及子午彗差在內(nèi)的各像差進行校正,具有高光學(xué)性能。
[第6實施例]
圖20是示出第6實施例的光學(xué)系統(tǒng)os6的結(jié)構(gòu)的圖。該光學(xué)系統(tǒng)os6沿著光軸從物體側(cè)依次由第1透鏡組g1、第2透鏡組g2及第3透鏡組g3構(gòu)成,所述第1透鏡組g1具有正的光焦度且在進行對焦時相對于像面在光軸方向上被固定,所述第2透鏡組g2具有正的光焦度且為了進行對焦而沿著光軸向物體側(cè)移動,所述第3透鏡組g3具有正的光焦度且在進行對焦時相對于像面在光軸方向上被固定。
第1透鏡組g1由具有正的光焦度的部分透鏡組g1a以及凸面朝向物體側(cè)的負彎月透鏡l1b構(gòu)成。部分透鏡組g1a由凸面朝向物體側(cè)的正彎月透鏡l11以及凸面朝向物體側(cè)的正彎月透鏡l12構(gòu)成。
第2透鏡組g2從物體側(cè)依次由凸面朝向物體側(cè)且使物體側(cè)和像側(cè)的兩透鏡面為非球面形狀的正彎月透鏡l21、雙凹形狀的負透鏡l22、孔徑光闌s以及通過凸面朝向物體側(cè)的負彎月透鏡l23與雙凸形狀的正透鏡l24接合而成的接合正透鏡l20a構(gòu)成。
第3透鏡組g3由通過凸面朝向像側(cè)的正彎月透鏡l31、凸面朝向像側(cè)的負彎月透鏡l32以及凸面朝向像側(cè)的正彎月透鏡l33這三個透鏡接合而成的接合正透鏡l3a構(gòu)成。
在以下的表104中,記載有該第6實施例的光學(xué)系統(tǒng)os6的參數(shù)的值。另外,[面數(shù)據(jù)]中所示的面編號1~18對應(yīng)于圖20所示的編號1~18。
(表104)
[整體參數(shù)]
f=103.026
fno=1.45
ω=11.76
y=21.6
tl=131.154
bf=39.078
[面數(shù)據(jù)]
[透鏡組焦距]
[各間隔數(shù)據(jù)]
在該第6實施例的光學(xué)系統(tǒng)os6中,第7面和第8面的透鏡面形成為非球面形狀。在以下的表105中,示出非球面數(shù)據(jù)、即圓錐常數(shù)κ和各非球面常數(shù)a4~a10的值。
(表105)
在以下的表106中,示出對于該第6實施例的光學(xué)系統(tǒng)os6的各條件式對應(yīng)值。
(表106)
(101)(r2nb+r2na)/(r2nb-r2na)=-0.454
(102)f2/f1=0.416
(103)x2/f2=0.0481
(104)f3/f0=3.86
(105)n24-n23=0.223
(106)n31-n32=0.152
(107)νd1a=81.1
如上所述,第6實施例的光學(xué)系統(tǒng)os6將上述條件式(101)~(107)全部滿足。
在圖21中,示出該第6實施例的光學(xué)系統(tǒng)os6的無限遠對焦狀態(tài)下的球面像差、像散、畸變、倍率色像差以及彗差的各像差圖。如從該圖21所示的各像差圖明確可知,在該第2實施例的光學(xué)系統(tǒng)os6中,良好地對包含球面像差、弧矢彗差、像面彎曲、像散以及子午彗差在內(nèi)的各像差進行校正,具有高光學(xué)性能。
[第7實施例]
圖22是示出第7實施例的光學(xué)系統(tǒng)os7的結(jié)構(gòu)的圖。該光學(xué)系統(tǒng)os7沿著光軸從物體側(cè)依次由第1透鏡組g1、第2透鏡組g2及第3透鏡組g3構(gòu)成,所述第1透鏡組g1具有正的光焦度且在進行對焦時相對于像面在光軸方向上被固定,所述第2透鏡組g2具有正的光焦度且為了進行對焦而沿著光軸向物體側(cè)移動,所述第3透鏡組g3具有正的光焦度且在進行對焦時相對于像面在光軸方向上被固定。
第1透鏡組g1由具有正的光焦度的部分透鏡組g1a以及凸面朝向物體側(cè)的負彎月透鏡l1b構(gòu)成。部分透鏡組g1a由凸面朝向物體側(cè)的正彎月透鏡l11以及凸面朝向物體側(cè)的正彎月透鏡l12構(gòu)成。
第2透鏡組g2從物體側(cè)依次由凸面朝向物體側(cè)且使物體側(cè)和像側(cè)的兩透鏡面為非球面形狀的正彎月透鏡l21、雙凹形狀的負透鏡l22、孔徑光闌s以及通過雙凹形狀的負透鏡l23與雙凸形狀的正透鏡l24接合而成的接合正透鏡l20a構(gòu)成。
第3透鏡組g3由通過凸面朝向像側(cè)的正彎月透鏡l31、雙凹形狀的負透鏡l32、雙凸形狀的正透鏡l33這三個透鏡接合而成的接合正透鏡l3a構(gòu)成。
在以下的表107中,記載有該第7實施例的光學(xué)系統(tǒng)os7的參數(shù)的值。另外,[面數(shù)據(jù)]中所示的面編號1~18對應(yīng)于圖22所示的編號1~18。
(表107)
[整體參數(shù)]
f=102.950
fno=1.45
ω=11.76
y=21.6
tl=129.128
bf=39.107
[面數(shù)據(jù)]
[透鏡組焦距]
[各間隔數(shù)據(jù)]
在該第7實施例的光學(xué)系統(tǒng)os7中,第7面和第8面的透鏡面形成為非球面形狀。在以下的表108中,示出非球面數(shù)據(jù)、即圓錐常數(shù)κ和各非球面常數(shù)a4~a10的值。
(表108)
在以下的表109中,示出對于該第7實施例的光學(xué)系統(tǒng)os7的各條件式對應(yīng)值。
(表109)
(101)(r2nb+r2na)/(r2nb-r2na)=-0.828
(102)f2/f1=0.383
(103)x2/f2=0.0431
(104)f3/f0=17.33
(105)n24-n23=0.223
(106)n31-n32=0.300
(107)νd1a=81.1
如上所述,第7實施例的光學(xué)系統(tǒng)os7將上述條件式(101)~(107)全部滿足。
在圖23中,示出該第7實施例的光學(xué)系統(tǒng)os7的無限遠對焦狀態(tài)下的球面像差、像散、畸變、倍率色像差以及彗差的各像差圖。如從該圖23所示的各像差圖明確可知,在該第7實施例的光學(xué)系統(tǒng)os7中,良好地對包含球面像差、弧矢彗差、像面彎曲、像散以及子午彗差在內(nèi)的各像差進行校正,具有高光學(xué)性能。
[第8實施例]
圖24是示出第8實施例的光學(xué)系統(tǒng)os8的結(jié)構(gòu)的圖。該光學(xué)系統(tǒng)os8沿著光軸從物體側(cè)依次由第1透鏡組g1、第2透鏡組g2及第3透鏡組g3構(gòu)成,所述第1透鏡組g1具有正的光焦度且在進行對焦時相對于像面在光軸方向上被固定,所述第2透鏡組g2具有正的光焦度且為了進行對焦而沿著光軸向物體側(cè)移動,所述第3透鏡組g3具有正的光焦度且在進行對焦時相對于像面在光軸方向上被固定。
第1透鏡組g1由具有正的光焦度的部分透鏡組g1a以及凸面朝向物體側(cè)的負彎月透鏡l1b構(gòu)成。部分透鏡組g1a由凸面朝向物體側(cè)的正彎月透鏡l11以及凸面朝向物體側(cè)的正彎月透鏡l12構(gòu)成。
第2透鏡組g2從物體側(cè)依次由凸面朝向物體側(cè)且使物體側(cè)和像側(cè)的兩透鏡面為非球面形狀的正彎月透鏡l21、孔徑光闌s、雙凹形狀的負透鏡l22以及通過凸面朝向物體側(cè)的負彎月透鏡l23與雙凸形狀的正透鏡l24接合而成的接合正透鏡l20a構(gòu)成。
第3透鏡組g3由具有負的光焦度的接合透鏡l3a以及凸面朝向像側(cè)的正彎月透鏡l33構(gòu)成。接合透鏡l3a通過凸面朝向像側(cè)的正彎月透鏡l31與凸面朝向像側(cè)的負彎月透鏡l32接合而成。
在以下的表110中,記載有該第8實施例的光學(xué)系統(tǒng)os8的參數(shù)的值。另外,該表10所示的面編號1~19對應(yīng)于圖24所示的編號1~19。
(表110)
[整體參數(shù)]
f=103.323
fno=1.45
ω=11.67
y=21.6
tl=130.794
bf=38.989
[面數(shù)據(jù)]
[透鏡組焦距]
[各間隔數(shù)據(jù)]
在該第8實施例的光學(xué)系統(tǒng)os8中,第7面和第8面的透鏡面形成為非球面形狀。在以下的表111中,示出非球面數(shù)據(jù)、即圓錐常數(shù)κ和各非球面常數(shù)a4~a10的值。
(表111)
在以下的表112中,示出對于該第8實施例的光學(xué)系統(tǒng)os8的各條件式對應(yīng)值。
(表112)
(101)(r2nb+r2na)/(r2nb-r2na)=-0.471
(102)f2/f1=0.525
(103)x2/f2=0.0443
(104)f3/f0=2.997
(105)n24-n23=0.223
(106)n31-n32=0.152
(107)νd1a=81.1
如上所述,第8實施例的光學(xué)系統(tǒng)os8將上述條件式(101)~(107)全部滿足。
在圖25中,示出該第8實施例的光學(xué)系統(tǒng)os8的無限遠對焦狀態(tài)下的球面像差、像散、畸變、倍率色像差以及彗差的各像差圖。如從該圖25所示的各像差圖明確可知,在該第8實施例的光學(xué)系統(tǒng)os8中,良好地對包含球面像差、弧矢彗差、像面彎曲、像散以及子午彗差在內(nèi)的各像差進行校正,具有高光學(xué)性能。
根據(jù)以上的各實施例,具有2ω=23°左右的包含角,而且具有f1.4這樣的大口徑,能夠?qū)崿F(xiàn)高性能且良好地對球面像差、像散、像面彎曲以及彗差進行校正的光學(xué)系統(tǒng)os。
另外,通過將以上的各實施例所示的光學(xué)系統(tǒng)os5~os8搭載到上述的相機1起到上述的效果,這是不言而喻的。另外,上述各實施例示出本發(fā)明的一具體例,本發(fā)明并不限定于此。
將以下的優(yōu)先權(quán)基礎(chǔ)申請的公開內(nèi)容作為引用文援引于此。
日本國專利申請2015年第011652號(2015年1月23日申請)
日本國專利申請2015年第098229號(2015年5月13日申請)
標號說明
os(os1~os8)光學(xué)系統(tǒng)
g1第1透鏡組
g2第2透鏡組
u1a第1透鏡組中的具有正的光焦度的第1部分透鏡組
u2b第2透鏡組中的具有正的光焦度的第2部分透鏡組
l2c第2透鏡組中的接合透鏡
l1部分透鏡組u1a中的第1正透鏡
l2部分透鏡組u1a中的第2正透鏡
l3部分透鏡組u1a中的第3正透鏡
l1b第1透鏡組中的負透鏡
l2a第2透鏡組中的彎月透鏡
l2a2第2透鏡組中的正透鏡
l2n第2透鏡組中的負透鏡
l2b1第2部分透鏡組u2b中的正透鏡
l2b2第2部分透鏡組u2b中的正透鏡
l2cpa接合透鏡l2c中的正透鏡
l2cn接合透鏡l2c中的負透鏡
l2cpb接合透鏡l2c中的正透鏡
s孔徑光闌
1單反相機(攝像裝置)
g3第3透鏡組
g1a第1透鏡組中的具有正的光焦度的部分透鏡組
l20a第2透鏡組中的接合正透鏡
l11部分透鏡組g1a中的第1正透鏡
l12部分透鏡組g1a中的第2正透鏡
l21第2透鏡組中的正彎月透鏡
l22第2透鏡組中的負透鏡
l23第2透鏡組中的正接合透鏡l2a中的負透鏡
l24第2透鏡組中的正接合透鏡l2a中的正透鏡
l31第3透鏡組中的正透鏡
l32第3透鏡組中的負透鏡
l33第3透鏡組中的正透鏡。