[发明专利]照相光学系统和包括该照相光学系统的图像拾取设备

说明书

技术领域

本发明涉及照相光学系统，该系统适用于诸如照相机、视频摄像机、或者数字照相机之类的图像拾取设备。

背景技术

作为一种具有长焦距的现有的照相光学系统，已知这样一种摄远类型的照相光学系统(摄远透镜)，该照相光学系统按照从物体侧到图像侧的透镜单元的顺序依次包括：具有正折射能力的前方透镜单元和具有负折射能力的后方透镜单元。

通常，在具有长焦距的摄远透镜中，例如随着焦距长度增大，在各种像差当中轴向色差和倍率色差尤其增大。

已提出了一种通过组合正透镜和负透镜而得到的、校正色差的摄远透镜。该正透镜用具有特殊散射的低散射材料形成。该负透镜用高散射材料形成。这一点在US 6,115,188中描述。

作为校正照相光学系统的色差的方法，已知一种使用衍射光学元件的方法，例如在US 6,381,079中所述的。

在US 6,381,079中，照相光学系统按照从物体侧到图像侧的透镜单元的顺序依次包括：具有正折射能力的第一透镜单元、具有负折射能力的第二透镜单元、和第三透镜单元。在第一透镜单元中使用衍射光学元件校正色差。

一般来说，对于包括折射光学系统以实现预定光学性能的射远透镜，根据F值和焦距而需要某种总体透镜长度。

当前方透镜单元的正折射能力和后方透镜单元的负折射能力增大时，总体透镜长度可以减小。然而，产生大量的色差。即使使用例如由萤石形成的特殊散射玻璃来用于光学系统的物体侧的正透镜，也难以适当地校正轴向色差和倍率色差二者。

另外，当衍射光学元件被用于光学系统中，同时减小总体透镜长度时，适当地校正了色差，从而轻松实现高光学性能。然而，当总体透镜长度被做得过于短时，这两种色差不能都被适当地校正。

发明内容

本发明提供具有短的总体透镜长度、并且色差被适当校正的摄远类型照相光学系统，以及包括上述照相光学系统的图像拾取设备。

本发明在其第一方面提供一种照相光学系统，该照相光学系统包括：正透镜和衍射光学元件中至少之一，其被设置得比光轴和近轴主光线的交叉点P更靠近系统的物体侧；以及负透镜，其被设置得比该交叉点P更靠近系统的图像侧。该正透镜和负透镜由这样的材料形成，当通过透镜表面的近轴边缘光线在比交叉点P更靠近物体侧的位置上距光轴的最大高度大于通过透镜表面的近轴边缘光线在比交叉点P更靠近图像侧的位置上距光轴的最大高度时，所述材料满足以下两个条件：

-0.0015×vd+0.6425＜θgF，  并且

60＜vd

其中vd是阿贝数，θgF是部分散射比(partial dispersion ratio)。

根据本发明的第二方面，提供一种具有短的总体透镜长度、并且色差被适当校正的射远类型照相光学系统，以及包括该照相光学系统的图像拾取设备。

从参照附图对示例性实施例的以下描述中，本发明的其它特征将变得明显。

附图说明

图1是根据本发明的第一数字示例的照相光学系统的截面视图。

图2示出了当本发明的第一数值示例中的物体距离是无限远时的像差。

图3是根据本发明的第二数值示例的照相光学系统的截面视图。

图4示出了当本发明的第二数值示例中的物体距离是无限远时的像差。

图5是根据本发明的第三数值示例的照相光学系统的截面视图。

图6示出了当本发明的第三数值示例中的物体距离是无限远时的像差。

图7是根据本发明的第四数值示例的照相光学系统的截面视图。

图8示出了当本发明的第四数值示例中的物体距离是无限远时的像差。

图9示出了根据本发明的第一数值示例的照相光学系统的光路。

图10示出了根据本发明的衍射光学元件。

图11示出了根据本发明的该衍射光学元件的效率如何取决于波长。

图12示出了根据本发明的另一个衍射光学元件。

图13示出了根据本发明的该衍射光学元件的效率如何取决于波长。

图14示出了根据本发明的又一个衍射光学元件。

图15示出了根据本发明的该衍射光学元件的效率如何取决于波长。

图16是根据本发明的图像拾取设备的示意图。

具体实施方式