[發明專利]光學系統和包括該光學系統的攝像設備

有效

• 申請號: 202010985308.1
• 申請日: 2020-09-18
• 公開（公告）號: CN112540449B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 齋藤慎一郎
• 申請（專利權）人: 佳能株式會社
• 主分類號: G02B13/00
• 分類號: G02B13/00;G02B13/18
• 代理公司: 北京魏啟學律師事務所 11398
• 代理人: 魏啟學

本發明提供一種光學系統和包括該光學系統的攝像設備。光學系統(LO)從物體側至像側依次包括第一透鏡單元(FL)、孔徑光闌(SP)和具有正屈光力的第二透鏡單元(RL)。第一透鏡單元(FL)包括至少三個負透鏡，至少三個負透鏡從物體側至像側依次包括負透鏡(G1N)、負透鏡(G2N)和負透鏡(G3N)。負透鏡(G1N)、負透鏡(G2N)和負透鏡(G3N)的至少一個透鏡面是滿足預定條件不等式的非球面。

技術領域

本發明涉及適合于數字攝像機、數字靜態照相機、廣播用照相機、鹵化銀膠片照相機和監視照相機的光學系統。

背景技術

近年來，數字靜態照相機和攝像機中的諸如電荷耦合器件(CCD)傳感器或互補金屬氧化物半導體(CMOS)傳感器等的固態攝像元件的像素的數量不斷增加，并且要求來自使用這樣的攝像元件的攝像設備中的光學系統的更高的光學性能。

另一方面，已知有如在美國專利申請公開2018/0210178中討論的逆焦(retrofocus)型攝像光學系統作為具有半視角大于45度的寬視角的攝像光學系統。

通常，由于逆焦型光學系統中的透鏡單元相對于光闌彼此不對稱，因而發生諸如場曲、明顯畸變和倍率色像差等的像差，因此變得難以校正這些像差。特別是在視角增加的情況下，物體側透鏡的負屈光力增加，結果這導致上述像差增加。

為了適當地校正逆焦型光學系統中的畸變和場曲并實現高光學性能，適當地設置具有負屈光力的物體側透鏡單元的透鏡結構是重要的。

在美國專利申請公開2018/0210178中，盡管減小了各透鏡的屈光力并且適當地校正了諸如倍率色像差、場曲和畸變等的像差，但光學系統的尺寸減小的問題仍然存在。

本發明涉及具有高光學性能且尺寸小的光學系統。

發明內容

根據本發明，提供一種一種光學系統，其從物體側至像側依次包括第一透鏡單元、孔徑光闌和具有正屈光力的第二透鏡單元，其中，所述第一透鏡單元包括至少三個負透鏡，所述至少三個負透鏡從物體側至像側依次包括負透鏡(G1N)、負透鏡(G2N)和負透鏡(G3N)，其中，所述負透鏡(G1N)、所述負透鏡(G2N)和所述負透鏡(G3N)的至少一個透鏡面是非球面，以及其中，滿足以下條件不等式：

0.700Rb/Rr0.994，

0.80L1S/f21.20，以及

0.45SK/f20.65，

其中，Rb是所述非球面的近軸球面的曲率半徑，Rr是所述非球面的近軸球面的曲率中心與所述非球面之間的在關于所述曲率中心相對于光軸50度半開角的方向上的距離，L1S是從所述第一透鏡單元中的最靠近物體的透鏡面的頂點到所述孔徑光闌的距離，f2是所述第二透鏡單元的焦距，以及SK是所述光學系統的后焦距。

一種攝像設備，包括攝像元件和上述的光學系統，所述攝像元件被配置為對所述光學系統所形成的光學圖像進行光電轉換。

通過以下參考附圖對實施例的說明，本發明的其它特征將變得明顯。

附圖說明

圖1是根據第一實施例的光學系統的截面圖。

圖2是根據第一實施例的光學系統的像差圖。

圖3是根據第二實施例的光學系統的截面圖。

圖4是根據第二實施例的光學系統的像差圖。

圖5是根據第三實施例的光學系統的截面圖。

圖6是根據第三實施例的光學系統的像差圖。

圖7是示出攝像設備的示意圖。

圖8是示出用于計算針對非球面的條件不等式的方法的圖。