[发明专利]光学系统和包括光学系统的光学装置

说明书

技术领域

本发明涉及光学系统和包括光学系统的光学装置，并且，例如，涉及用于诸如卤化银照相机、数字静物照相机、或摄像机之类的图像拾取装置，或者诸如望远镜、双目镜、投影仪、或数字复印机之类的光学装置的光学系统。

背景技术

一般地，要求用于诸如数字照相机和摄像机的图像拾取装置中的光学系统具有短的透镜总长(总光学长度，从物侧的第一透镜表面到像面的长度)和紧凑的光学系统。但是，随着光学系统的总尺寸减小，像差、特别是色差趋于增加并且光学性能趋于劣化。为了在用于图像拾取装置中的这种光学系统中在可见波长范围上适当地校正色差，需要校正d线、g线、C线和F线的四种波长的色差。

作为用于校正色差的结构，一般组合使用由低色散光学材料形成的光学元件和由高色散光学材料形成的光学元件。但是，由于高色散光学材料的对于g线和d线的部分色散比高于低色散光学材料的对于g线和d线的部分色散比，因此，如果通过该结构来校正F线与C线之间的色差，那么g线的色差易于恶化。

因此，作为用于校正g线的色差的方法，使用衍射光学元件的结构是已知的(专利文献1)。衍射光学元件具有反常部分色散性，具有与g线和d线的部分色散比对应的小的值0.8918，因此可有效地校正g线的色差。此外，由于与阿贝数对应的值的绝对值是小的值3.45，因此，衍射仅导致微小的光焦度，并且，可在对于球面像差、彗形像差、像散等的影响小的情况下校正色差。专利文献1公开了通过使用衍射光学元件来校正色差的望远透镜。

另外，作为用于校正可见波长范围中的色差的另一结构，用衍射光学元件来校正色差的光学系统和具有反常部分色散性的折射光学元件已被提出(专利文献2)。专利文献2公开了一种变焦透镜，在该变焦透镜中，通过在孔径光阑的物侧布置衍射光学元件并在孔径光阑的像侧布置折射光学元件来校正长焦距处的纵向色差和短焦距处的横向色差。

引文列表

专利文献

专利文献1：日本专利公开No.06-324262

专利文献2：日本专利公开No.2008-151846

发明内容

技术问题

但是，在如专利文献1中那样使用衍射光学元件的结构中，可以相对适当地校正d线、g线、C线和F线的色差，但是难以同时校正g线的色差与F线与C线之间的色差。这是由于在衍射光学元件中导致的色差与波长成比例地变化。在衍射光学元件中导致的色差与波长具有成比例的关系，并且，F线与C线之间的波长的色差的斜率和g线与F线之间的波长的色差的斜率相同。相对照地，在一般的光学材料中导致的色差趋于关于波长以曲线的方式改变，并且随着波长的减小而增大曲线的斜率。由此，F线与C线之间的波长的色差的斜率不同于g线与F线之间的波长的色差的斜率。出于这种原因，当通过衍射光学元件校正在一般的光学材料中导致的色差时，如果给予衍射光学元件校正g线与F线之间的色差所需的光焦度，那么F线与C线之间的色差残留。相反地，当给予衍射光学元件校正F线与C线之间的色差所需的光焦度时，g线与F线之间的色差残留。因此，当使用衍射光学元件时，难以同时校正g线的色差和F线与C线之间的色差。

专利文献2中的结构通过衍射光学元件校正长焦距处的纵向色差并通过折射光学元件校正短焦距处的横向色差。但是，专利文献2没有公开用于适当地校正d线、g线、C线和F线的色差的结构。

因此，本发明提供可在整个可见波长范围上适当地校正色差的光学元件和光学装置。

问题的解决方案

作为用于解决上述问题的手段，本发明的光学系统在孔径光阑的物侧和像侧中的至少一个上包含衍射光学元件和折射光学元件。满足以下条件：

|Δθ_gd|＞0.038                                        (1)

0.003＜|δθ_dC|＜0.038                                 (2)

(Φ_R×v_d×δθ_dC)×(-Φ_D)＜0                           (3)