[发明专利]光学系统及包括光学系统的光学装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学系统，其适合应用于光学装置(例如卤化银胶片相机、数字静态相机、摄像机、数码摄像机、望远镜、双目镜、投影仪以及复印机)。

背景技术

所需要的是，用于光学装置(例如数字相机、摄像机、投影仪)的光学系统是广角的，并且获得无失真的高质量图像(对于投影仪，高质量投影图像)。

广角透镜适合于获得在物侧的宽广范围内的无失真的自然图像。常规的投影广角透镜满足条件：Y′＝f·tanω，其中，Y′表示图像高度，f表示广角透镜(光学系统)的焦距，2ω表示全视角(物体对着的角度)。

为了有效地获得广角，常规广角透镜包括被布置在放大共轭侧上的具有高负能力(折光力)的负透镜或负透镜单元。此时，为了获得另外的广角透镜系统，需要增加负透镜的负能力。

通常，随着负透镜的能力增加，产生更多的负畸变(畸变像差)。在屏幕的外围部分产生更多的图像失真，并且因此，难以保持条件：Y′＝f·tanω。

相应地，期望地，放大共轭侧上具有凸表面的负弯月透镜GN被布置成在放大共轭侧上离开最远。这种安排允许使得边缘光线(具有边缘角度的光线)以接近于每一表面部分的法线的角度入射。相应地，可以容易地防止产生畸变。

在美国专利No.6791765中描述了具有这种安排的广角光学系统的示例。

通常，随着视角增加，负透镜GN的透镜开角(open angle)倾向于增加。

日本专利公布2007-094174和日本专利公布2005-173275描述了一种超级广角透镜，其具有全视角(2ω80°)，并且包括具有明显大的透镜开角的负透镜GN。

随着透镜的开角增加以使得透镜的形状变得更接近于是半球状(θ＝90°)，抛光的表面的尺寸精度下降。此外，抗反射蒸镀膜并非均匀地施加到表面的外围部分。因此，膜的性能明显下降，并且因此，可产生重影。

与之对照，提议了一种广角光学系统，其中，非球面表面被布置在负透镜的附近，所述负透镜被布置成在放大共轭侧离开最远，从而对于广角透镜，畸变被充分地校正，并且负透镜的开角稍微下降(例如，参照美国专利No.6621645或美国专利No.6687061)。

随着光学系统的视角增加，被布置成在放大共轭侧上离开最远的负透镜在缩小共轭侧上的表面的开角增加。此时，如果负透镜在缩小共轭侧上的表面的开角下降，则明显产生短波长范围内的倍率色差。

例如，通常，广角透镜通过使用被布置成在放大共轭侧上离开最远的负透镜(第一负透镜)获得视角。此外，广角透镜使用对于负透镜具有高折射率和低色散的材料，以防止过度校正由于高负能力(折光力)而导致的一阶倍率色差。

如今，具有高折射率和低色散的很多光学材料具有二阶色散(短波长范围内的色散)。

为此，如果负透镜在缩小共轭侧上的表面的开角对于宽视角稍微下降，则放大共轭侧上的负透镜的表面的折光力增加。相应地，在放大共轭侧上的表面上明显地产生短波长范围内的倍率色差。

结果，对于具有80度或更大的视角的广角透镜，明显难以在减少负透镜在缩小共轭侧上的表面的开角的同时在宽波长范围上校正倍率色差。

因此，对于现有广角透镜，需要在减少被布置成在放大共轭侧上离开最远的负透镜在缩小共轭侧上的表面的开角的同时在短波长范围内充分校正畸变和倍率色差。

发明内容

本发明提供一种用于充分减少可见光范围内的畸变和倍率色差的广角光学系统。本发明进一步提供一种包括负透镜的光学系统，所述负透镜在被布置成在放大共轭侧上离开最远并在缩小共轭侧上具有其表面的开角(透镜开角)。

根据本发明的实施例，提供一种可安装到包括图像拾取元件的图像拾取装置的光学系统。所述光学系统包括：负透镜，其被布置成在放大共轭侧上离开最远。满足以下条件：80度＜2ω，其中，2ω(度)表示所述光学系统的视角，并且满足以下条件：0.25＜tanθ/tanω＜1.5， Ndn＞1.65，以及θgFn-(0.6438-0.001682×vdn)＞0.0010，其中，θ表示负透镜在缩小共轭侧上的表面的透镜开角，Ndn和vdn分别表示负透镜的材料对于d线的折射率和Abbe数，并且θgFn表示负透镜的材料对于g线和F线的相对部分色散。

参照附图从以下示例性实施例的描述，本发明的进一步的特征将变得清楚。

附图说明

图1是根据本发明第一实施例的光学系统的截面图。

图2是当物体处于无限远距离时根据第一数值实施例的光学系统的像差曲线图，其中，不带指定单位的值默认为毫米。