照相光学系统和包括该照相光学系统的图像拾取设备转让专利
申请号 : CN200710180187.8
文献号 : CN101162289B
文献日 : 2010-04-14
发明人 : 远藤宏志
申请人 : 佳能株式会社
摘要 :
本发明涉及照相光学系统和包括该照相光学系统的图像拾取设备。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更靠近图像侧。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。
权利要求 :
1.一种照相光学系统，所述照相光学系统按照从物体侧到图像侧的顺序依次包括：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、和具有正折射能力的第三透镜单元，其中，第二透镜单元能够沿着光轴移动来执行聚焦，在所述第一透镜单元、第二透镜单元和第三透镜单元中包括：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，其中，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，所述材料满足以下条件：-0.0015×vd+0.6425＜θgF，并且
60＜vd，
0.4＜OTL/f＜0.65，
0.03＜|fn|/f＜0.3，并且
0.6＜Ln/OTL＜1，
其中vd是阿贝数，θgF是部分散射比，f是照相光学系统的焦距，OTL是沿着光轴从照相光学系统的最靠近物体侧的透镜表面到图像平面的长度，fn是负透镜的焦距，Ln是沿着光轴从最靠近物体侧的透镜表面到负透镜的物体侧透镜表面的长度。
2.如权利要求1所述的照相光学系统，其中所述衍射光学元件满足以下条件：并且
0.3＜Ld/OTL＜0.65
其中是衍射光学元件的衍射能力，Ld是沿着光轴从最靠近物体侧的透镜表面到衍射光学元件的衍射表面的长度。
3.如权利要求1所述的照相光学系统，其中被布置为最靠近物体侧的透镜是第一正透镜，从物体侧起的第二个透镜是第二正透镜，其中满足以下条件：
0.01＜L1/OTL＜0.2
其中，L1是第一正透镜和第二正透镜之间的距离。
4.如权利要求3所述的照相光学系统，其中满足以下条件：
0.3＜fg1/f＜0.7
其中fg1是第一正透镜的焦距。
5.如权利要求1所述的照相光学系统，其中第三透镜单元的至少一部分能够在具有垂直于光轴的分量的方向上移动，使得由该照相光学系统形成的图像能够垂直于光轴位移。
6.如权利要求1所述的照相光学系统，所述第一透镜单元按照从最靠近物体一侧到图像侧的透镜顺序依次包括：正透镜、正透镜、正透镜和负透镜。
7.如权利要求6所述的照相光学系统，其中彼此相邻的正透镜和负透镜互相固定。
8.如权利要求7所述的照相光学系统，其中彼此相邻的正透镜和负透镜互相粘合。
9.如权利要求1所述的照相光学系统，还包括设置在所述交叉点(P)处的孔径。
10.一种图像拾取设备，包括：
如权利要求1所述的照相光学系统；以及
光电转换元件，其接收由照相光学系统形成的图像。
11.一种图像拾取设备，包括：
如权利要求9所述的照相光学系统；以及
光电转换元件，其接收由照相光学系统形成的图像。
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。
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。
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。
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
图1、3、5、和7分别是根据第一到第四数值示例的透镜的截面视图。在这些透镜的每个截面视图中，左侧对应于物体侧(放大侧/前方侧)，右侧对应于图像侧(缩小侧/后方侧)。每个数值示例中的照相光学系统是摄远类型照相光学系统。在该摄远类型照相光学系统中，光轴和近轴主光线的交叉点是P时，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。焦距比总体透镜长度(即，沿着光轴从最靠近物体侧的透镜表面到图像平面的长度)更长的照相光学系统是摄远类型照相光学系统。
在每个数值示例中，B1表示具有正折射能力的第一透镜单元，B2表示具有负折射能力的第二透镜单元，B3表示具有正折射能力的第三透镜单元。B31表示具有正折射能力的第31透镜单元，B32表示具有负折射能力的第32透镜单元，B33表示具有正折射能力的第33透镜单元。SP表示孔径光阑。
第一透镜单元B1包括第一正透镜、第二正透镜、和第二正透镜后面的其它透镜，其中该第一正透镜设置得最靠近物体侧。该第二正透镜与第一正透镜被一个相对长的空气间隔分开。通过把第二透镜单元B2向图像平面侧移动，执行从在无穷远的物体点到附近的物体点的聚焦。第32透镜单元B32能够在具有垂直于光轴的分量的方向上移动，使得照相光学系统所形成的图像能够垂直于光轴位移，从而校正例如由于照相机运动所造成的图像模糊。
布置在第一透镜单元B1中或者第二透镜单元B2中的正透镜GP、以及布置在第三透镜单元B3中的负透镜GN由具有特殊散射特性的材料形成。该具有特殊散射特性的材料满足以下条件(1)和(2)：
-0.0015×vd+0.6425＜θgF ...(1)
60＜vd ...(2)
其中vd是阿贝数，θgF是部分散射比。当材料关于g线(波长＝435.8nm)、F线(波长＝486.1nm)、d线(波长＝587.6nm)、和C线(波长＝656.3nm)的折射率分别为Ng、Nd、NF、和NC时，该阿贝数vd和部分散射比θgF被表示为如下：
vd＝(Nd-1)/(NF-NC)
θgF＝(Ng-NF)/(NF-NC)
当光轴和近轴主光线的交叉点是P时，正透镜GP被布置得比交叉点P更靠近系统的物体侧(即比孔径光阑SP更靠近物体侧)，并且负透镜GN被布置得比交叉点P更靠近系统的图像侧(即比孔径光阑SP更靠近图像侧)。
衍射光学元件101包括诸如透镜或者平板之类的光学部件，以及在该光学部件的主表面上形成的衍射光学部分。该衍射光学部分例如包括由设置在透镜表面上的紫外线固化树脂形成的衍射光栅。
根据第一数值示例的透镜结构如下。第一透镜单元按照从物体侧的透镜顺序依次包括：正透镜11、具有特殊散射特性的正透镜12、具有互相粘合的正透镜13和负透镜14的粘合透镜、以及包括衍射光学部分并且具有互相粘合的负透镜15和正透镜16的粘合透镜(衍射光学元件101)。第二透镜单元包括具有互相粘合的正透镜和负透镜的粘合透镜。第31透镜单元包括具有互相粘合的负透镜和正透镜的粘合透镜。第32透镜单元包括具有互相粘合的正透镜和负透镜的粘合透镜、和负透镜。第33透镜单元包括具有互相粘合的正透镜和负透镜的粘合透镜、具有互相粘合的正透镜和负透镜GN(具有特殊散射特性)的粘合透镜、以及平板(假设为插入的滤光片)。
根据第二数值示例的透镜结构如下。第一透镜单元按照从物体侧的透镜顺序依次包括：正透镜21、正透镜22、负透镜23、包括衍射光学部分并且具有互相粘合的正透镜24和正透镜25的粘合透镜(衍射光学元件101)、以及负弯月透镜26。第二透镜单元包括具有特殊散射特性的负透镜GN。第31透镜单元包括具有互相粘合的负透镜和正透镜的粘合透镜。第32透镜单元包括具有互相粘合的正透镜和负透镜的粘合透镜、和负透镜。第33透镜单元包括具有互相粘合的正透镜和负透镜的粘合透镜、具有互相粘合的正透镜和负透镜GN(具有特殊散射特性)的粘合透镜、以及平板(假设为插入的滤光片)。
根据第三数值示例的透镜结构如下。第一透镜单元按照从物体侧的透镜顺序依次包括：正透镜31、具有特殊散射特性的正透镜32、正透镜33、负透镜34、以及包括衍射光学部分并且具有互相粘合的负透镜35和正透镜36的粘合透镜(衍射光学元件101)。第二透镜单元包括具有互相粘合的正透镜和负透镜的粘合透镜。第31透镜单元包括具有互相粘合的负透镜和正透镜的粘合透镜。该第32透镜单元包括具有互相粘合的正透镜和负透镜的粘合透镜、和负透镜。第33透镜单元包括具有互相粘合的正透镜和负透镜的粘合透镜、具有互相粘合的正透镜和负透镜GN(具有特殊散射特性)的粘合透镜、以及平板(假设为插入的滤光片)。
根据第四数值示例的透镜结构如下。第一透镜单元从物体侧开始包括：保护玻璃、具有特殊散射特性的正透镜41、具有特殊散射特性的正透镜42、负透镜43、具有特殊散射特性的正透镜44、以及负弯月透镜45。第二透镜单元包括具有互相粘合的正透镜和负透镜的粘合透镜。第31透镜单元包括具有互相粘合的负透镜和正透镜的粘合透镜。该第32透镜单元包括具有互相粘合的正透镜和负透镜的粘合透镜、和负透镜。该第33透镜单元包括具有互相粘合的正透镜和负透镜的粘合透镜、具有互相粘合的正透镜和负透镜GN(具有特殊散射特性)的粘合透镜、以及平板(假设为插入的滤光片)。
图2、4、6、和8分别示出了第一到第四数值示例的像差。在每个球面像差图中，实线代表d线，交替的一长两短的虚线表示g线，交替的一长一短的虚线表示C线，点线表示F线，虚线代表正弦条件。在每个像散图中，实线表示径向光线，点线表示纵向光线。在每个倍率色差图中，交替的一长两短的虚线表示g线，交替的一长一短的虚线表示C线，点线表示F线。ω表示半视角，Fno表示F值。在每个球面像差图中，垂直轴表示入射光瞳直径。在每个像散图、畸变像差图、和倍率色差图中，垂直轴表示图像高度。
在比光轴与近轴主光线的交叉点P更靠近物体侧的一侧(即，比孔径光阑SP更靠近物体侧的一侧)，布置了由特殊散射材料形成的衍射光学元件101和正透镜GP中的至少一个。在比交叉点P更靠近图像侧的一侧(即，比孔径光阑SP更靠近图像侧的一侧)，布置了由特殊散射材料形成的负透镜GN。这些布置有效地校正了轴向色差和倍率色差。这将参考图9更详细描述，图9示出了根据第一数值示例的照相光学系统的光路。在衍射光学元件101和正透镜GP中，近轴边缘光线X1和近轴主光线X2具有不同的符号(即，它们通过光轴的相对的两侧)。因此，通过正透镜GP和衍射光学元件101的特殊散射特性，轴向色差g线在负方向上被校正，并且倍率色差g线在正方向上被校正。在第一透镜单元B1的子系统中，在负方向上过分地校正了轴向色差，而在正方向上，倍率色差校正不足。因此，在被布置得比光轴与近轴主光线X2的交叉点P更靠近图像侧(即，比孔径光阑SP更靠近图像侧)的负透镜GN处，近轴边缘光线X1和近轴主光线X2具有相同的符号(即，它们通过光轴的同一侧)。因此，通过负透镜GN的材料的特殊散射特性，轴向色差g线在正方向上被校正，并且倍率色差g线在正方向上被校正。因此，衍射光学元件101(其衍射光学部分具有正折射能力)和正透镜GP(其由特殊散射材料形成)中的至少一个、以及负透镜GN(其由特殊散射材料形成)适当地校正了轴向色差和倍率色差二者的二级谱分量。
该近轴边缘光线是平行于光学系统的光轴的入射光线，当整个光学系统的焦距被标准化为1时，该光线距离光轴的高度被定义为1。该近轴主光线是当整个光学系统的焦距被标准化为1时，以与光轴成-45度角入射到光学系统的光当中穿过光学系统的光轴和入射光瞳的交叉点的光线。从光轴以顺时针方向测量的光学系统的入射角为正，从光轴以逆时针方向测量的光学系统的入射角为负。物体假设存在于光学系统的左侧，从物体侧入射到光学系统的光线假设是从左向右行进的。
下面，将要描述衍射光学元件的特性。该衍射光学元件具有的光学特性不同于例如玻璃或者塑料的折射。即，该衍射光学元件具有负散射和特殊散射特性。在每个数值示例中，在衍射光学元件101中，阿贝数vd＝-3.45，并且部分散射比θgF＝0.296。通过利用这个光学特性，能够适当校正照相光学系统的色差。
本照相光学系统中所使用的该衍射光学元件可以被配置有通过改变从其光轴中心到外围部分的间距(pitch)而获得的非球面效果。
每个第一到第三数值示例中的衍射光学部分被配置在物体侧具有凸形态的透镜表面。通过如此，使得对于向着照相光学系统的图像平面行进的各种光线，相对于衍射光学部分的入射角很小，以增大衍射效率。
衍射光学元件可以通过将作为衍射光学部分的紫外固化树脂层贴附到透镜表面的方法(该方法被称为复制法(replica method))而制造。由于某些类型的紫外固化树脂具有弱的耐紫外能力，因此当紫外固化树脂被用在光学系统中时，希望在衍射光学部分的物体侧放置涂覆有紫外线保护涂层的透镜。
下面，参照第一数值示例描述制造该衍射光学元件的方法。根据第一数值示例的衍射光学部分被放置在接合表面，第一透镜单元的被布置得最靠近图像侧的负透镜15与被布置在负透镜15的图像侧的正透镜16在该接合表面处互相接合。首先，在负透镜15和正透镜16的透镜表面当中，通过真空蒸镀等将防反射涂层施加到没有接受复制处理的透镜表面。其次，使用具有预定形态的复制成模衍射光栅模具(未示出)，在负透镜15和正透镜16的其他表面上形成复制衍射光栅。因为复制衍射光栅是由紫外固化树脂材料形成的，因此这些透镜在成模期间被来自与复制成模衍射光栅模具相对的透镜表面的紫外光照射。因此，希望复制基底玻璃材料是具有高紫外光透射率的材料，并且具有高紫外光透射率的涂层被施加到与复制成模表面相对的透镜表面上。通过增大紫外光透射率，树脂的固化时间可以减小，从而能够防止树脂的不适当的固化和衍射光栅的表面精确度的降低。另外，为了提供对紫外光的阻挡，独立于作为复制成模透镜的正透镜16和负透镜15设置紫外光阻挡单元。在现有的照相光学系统中，由于紫外光保护单元由基本上不具有折射能力的保护性滤光片形成，因此光学部件的数量增加，从而增加了总体透镜长度。在根据第一数值示例的照相光学系统中，在最靠近物体侧的透镜当中，物体侧透镜表面或图像侧透镜表面被涂覆有紫外光保护涂层，从而使得它能够降低总体透镜长度。希望充当紫外光保护单元的膜是防止可见光范围内的反射的分层膜。
每个数值示例满足以下条件(3)到(5)。在此，整个系统的焦距是f，沿着光轴从光学系统的最靠近物体侧的透镜表面到图像平面的长度是OTL，负透镜GN的焦距是fn，沿着光轴从最靠近物体侧的透镜表面到负透镜GN的物体侧表面的长度是Ln。
0.4＜OTL/f＜0.65 ...(3)
0.03＜|fn|/f＜0.3 ...(4)
0.6＜Ln/OTL＜1 ...(5)
条件(3)表述了总体透镜长度OTL与照相光学系统的焦距f之间的比率，并且是指示总体透镜长度的减少量的表达式。当OTL/f低于条件(3)的下限时，照相光学系统的总体透镜长度OTL减小。因此，出现在每个透镜单元的各种像差增大，从而很难适当校正所有像差。当超过条件(3)的上限时，总体透镜长度OTL增大，这对于校正像差是有利的。然而，总体透镜长度OTL没有减小。
条件(4)用于关于整个透镜系统的焦距f来定义负透镜GN的焦距fn，该负透镜GN使用具有特殊散射特性的材料。当|fn|/f低于条件(4)的下限时，负透镜GN的折射能力增大。因此，倍率色差被过度校正，从而降低了光学性能。当超过条件(4)的上限时，负透镜GN的折射能力减小。因此，倍率色差被校正了很小的量，从而使得很难充分校正色差。
条件(5)用于关于照相光学系统的总体透镜长度OTL来定义从照相光学系统的最靠近物体侧的透镜表面到负透镜GN的物体侧透镜表面的长度Ln。当Ln/OTL低于条件(5)的下限时，Ln减小。因此，穿过负透镜GN的近轴边缘光线在高度上是高的，但是在这个方向上，近轴主光线在高度上变低。结果，校正倍率色差的能力降低，从而降低光学性能。当Ln向着条件(5)的上限增大时，穿过负透镜GN的近轴边缘光线在高度上是低的，但是在这个方向上，近轴主光线在高度上变高。结果，校正倍率色差的能力增大，使得倍率色差能够被轻松地校正。然而，在这些数值示例中，由于例如考虑安装在单透镜反射照相机上并且安装了诸如扩束镜之类的附加透镜，因此长度Ln的大小甚至被这样的物理因素限制。
在第一到第三数值示例的每一个中，衍射光学元件101被配置为减小总体光学长度和减小透镜系统的重量。
当衍射光学元件101的衍射能力(即，仅由衍射光学部分提供的光学能力)是并且沿着光轴从照相光学系统的最靠近物体侧的透镜表面到衍射光学元件101的衍射表面的长度是Ld时，满足以下的条件(6)和(7)：
0.3＜Ld/OTL＜0.65 ...(7)
在图12和14中所示的单层衍射光学元件中，衍射光学元件101的衍射表面使得从照相光学系统的最靠近物体侧的透镜表面到衍射光栅的物体侧的长度是Ld。在图10中所示的分层衍射光学元件中，沿着光轴从照相光学系统的最靠近物体侧的透镜表面到对面的衍射光栅的中间点的长度是Ld。
条件(6)用于关于整个系统的焦距来定义衍射光学元件的衍射能力当低于条件(6)的下限时，衍射光学元件的衍射的正衍射能力变得更弱。因此，校正轴向色差和倍率色差的效果降低，从而降低光学性能。当超过条件(6)的上限时，衍射光学元件的衍射的正衍射能力增大。因此，校正轴向色差和倍率色差的效果增大。从而，倍率色差被适当校正。然而，特别地，轴向色差趋于被过度校正，即，用于g线的轴向色差在负方向上被增大，从而降低光学性能。
条件(7)用于定义照相光学系统的总体透镜长度OTL与沿着光轴从第一透镜单元的最靠近物体侧的透镜表面到衍射光学元件的衍射表面的长度Ld之间的比率。条件(7)主要用于在适当地校正色差的同时，减小在拍摄操作中没有涉及的不需要的光撞击例如衍射光栅的边缘并且产生炫光的频率。当Ld/OTL低于条件(7)的下限时，沿光轴从第一透镜单元B1的最靠近物体侧的透镜表面到衍射光学元件的衍射表面的长度Ld变得过小。因此，通过衍射来校正像差的效果增大，但是炫光发生的频率增大。当超过条件(7)的上限时，沿光轴从第一透镜单元B1的最靠近物体侧的透镜表面到衍射光学元件的衍射表面的长度Ld增大。因此，炫光发生的不那么频繁，但是通过衍射校正像差的效果降低。
在第一到第四数值示例中，当各个第一透镜单元的布置得最靠近物体侧的第一正透镜11、21、31、和41、与布置在各个第一正透镜11、21、31、和41的图像侧的第二正透镜12、22、32、和42之间的空气间隔各为L1，并且每个第一正透镜的焦距为fg1时，满足以下条件(8)和(9)：
0.01＜L1/OTL＜0.2 ...(8)
0.3＜fg1/f＜0.7 ...(9)
条件(8)和(9)用于降低透镜的重量。
条件(8)用于定义(各个第一透镜单元的布置得最靠近物体侧的第一正透镜11、21、31、和41、与布置在各个第一正透镜11、21、31、和41的图像侧的各个第二正透镜12、22、32、和42之间的)空气间隔L1与照相光学系统的整个长度OTL之间的比率。当L1/OTL低于条件(8)的下限时，每个第一透镜单元的最靠近物体侧的第一正透镜与布置在其图像侧的第二正透镜之间的空气间隔L1减小。因此，布置得比相应的第二正透镜更靠近图像侧的透镜的外直径增大，从而增大透镜的重量。当超过条件(8)的上限时，每个第一透镜单元的最靠近物体侧的第一正透镜与布置于其图像侧的第二正透镜之间的空气间隔L1增大。因此，在每个第一透镜单元处发生的各种像差增大，这是我们所不希望的。
条件(9)用于关于整个透镜系统的焦距f来定义布置得最靠近物体侧的各个第一透镜单元的正透镜11、21、31、和41的焦距fg1。当fg1/f低于条件(9)的下限时，各个正透镜11、21、31、和41的正折射能力增大。因此，比各个第一透镜单元的第二正透镜12、22、32、和42更靠近图像侧的透镜的外直径减小，从而降低透镜的重量。然而，在第一正透镜处发生的像差增大，从而使得难以校正该像差。当超过条件(9)的上限时，第一正透镜11、21、31、和41的折射能力降低。从而，比第二正透镜12、22、32、和42更靠近图像侧的透镜的外直径增大，从而增大透镜的重量。
在第一到第四数值示例中的每一个示例中，照相光学系统按照从物体侧的透镜的顺序依次包括：具有正折射能力的第一透镜单元B1、具有负折射能力的第二透镜单元B2、以及具有正折射能力的第三透镜单元B3，并且第二透镜单元可以沿着光轴移动来执行聚焦。从而，聚焦通过小而轻的第二透镜单元B2来执行，以获得好的可操作性。另外，当使用自动聚焦照相机时，聚焦透镜的致动器的负载很小，使得能够快速地执行透镜的驱动。
在第一到第四数值示例的每一个中，第32透镜(第三透镜单元B3的单元B32)能够在具有垂直于光轴的分量的方向上移动，从而校正照相机运动(稳定化图像)。另外，在每个数值示例中，虽然图像通过第三透镜单元B3中的各透镜单元之一进行稳定化，但是图像也可以通过整个第三透镜单元进行稳定化。
在第一数值示例中，第一透镜单元按照从物体侧的透镜顺序依次包括：正透镜11、正透镜12、正透镜13、和负透镜14，其中正透镜13和负透镜14组成粘合透镜。负透镜14的物体侧透镜表面校正发生在第一透镜单元的球面像差。当负透镜14接合到正透镜13时，防止了正透镜13和负透镜14相对于彼此的移动，从而防止了像差校正之间的不平衡引起的整个系统的光学性能的降低。
下面，将详细描述根据本发明的衍射光学部分。该衍射光学部分可以具有图10所示的双层结构，该双层结构包括被空气间隙分隔开的衍射光栅106和107；或者图12所示的单层结构，该单层结构包括具有图12所示的形态的衍射光栅103。另外，衍射光学部分可以具有图14所示的双层结构，该双层结构包括具有不同(或相同)厚度的两个衍射光栅104和105。
在图10、12和14中，附图标记102和102’表示衬底(基底)。
在图10所示的衍射光学元件101中，由紫外固化树脂形成的第一衍射光栅106形成在基底(透镜或平板)102上，由紫外固化树脂形成的第二衍射光栅107形成在基底(透镜或平板)102’上。图11是示意图，该示意图示出了在使用图10中所示的两个衍射光栅106和107的衍射光学部分中，一级衍射光的衍射效率如何取决于波长。从图11中可以理解，衍射效率具有很高的值，其在所用波长的整个区域中至少为95％，如对于一级衍射被最优化的这个设计所预期的。
图13是示意图，其示出了在图12中所示的单层衍射光学部分中，一级衍射光的衍射效率如何取决于波长。在衍射光学元件的实际结构中，紫外固化树脂被施加于基底(玻璃)的表面，从而以紫外固化树脂形成具有光栅厚度d的衍射光栅103，使得一级衍射光在波长为530nm处的衍射效率是100％。从图13中清楚地知道，当它被设置为远离530nm的最优化波长时，衍射效率降低，而第0级衍射光和第2级衍射光的衍射效率提高。不同于设计级的各级衍射光的增加导致炫光，从而降低了光学系统的分辨率。
图15是示出了在图14中所示的、包括互相层叠的两个衍射光栅104和105的层叠衍射光学部分中，1级衍射光的衍射效率如何取决于波长的示意图。在图14中所示的衍射光学元件101中，由紫外固化树脂(nd＝1.499并且vd＝54)形成的第一衍射光栅104形成在基底102上，并且由紫外固化树脂(nd＝1.598并且vd＝28)形成的第二衍射光栅105形成在第一衍射光栅104上。在这些材料的组合中，第一衍射光栅104的光栅厚度d1是13.8μm，第二光栅105的光栅厚度d2是10.5μm。从图15中可以知道，当衍射光学部分具有层叠结构时，设计级(第一级)的衍射效率具有很高的值，其在所用波长的整个区域中至少为95％。
接着，将更详细地描述根据本发明的数值示例。在每个数值示例中，从物体侧开始的表面的序号是i，ri表示第i个表面的曲率半径，di表示第i个表面和第(i+1)个表面之间的距离，并且ni和vi分别表示第i个表面的材料的d线的折射率和阿贝数。
在衍射光学部分中，当基准波长(d线)是λo，距光轴的距离是(h)，并且相位是Φ(h)时，满足以下公式：
Φ(h)＝2πλo(C1·h2+C2·h4+C3·h6+...)
f表示焦距，FNo表示F值，ω表示半视角。BF表示后焦点。在每个数值示例中，不具有折射能力的最后两个表面是在设计方面使用的玻璃块表面。上述的条件和数值示例之间的关系在表1中给出。
第一数值示例
f＝779.9 FNo＝1∶5.8 2ω＝3.2°
r1＝203.877 d1＝15.34 n1＝1.48749 v1＝70.2
r2＝-3707.288 d2＝38.61
r3＝196.432 d3＝12.01 n2＝1.43387 v2＝95.1
r4＝12057.913 d4＝11.35
r5＝168.599 d5＝13.41 n3＝1.48749 v3＝70.2
r6＝-485.956 d6＝5.00 n4＝1.81600 v4＝46.6
r7＝210.730 d7＝90.24
r8＝92.567 d8＝2.50 n5＝1.72916 v5＝54.7
r9＝50.030(衍射 d9＝8.68 n6＝1.51633 v6＝64.1
表面)
r10＝110.875 d10＝31.03
r11＝-1979.327 d11＝1.80 n7＝1.74077 v7＝27.8
r12＝-211.093 d12＝2.00 n8＝1.83400 v8＝37.2
r13＝103.557 d13＝44.43
r14＝∞(孔径) d14＝12.55
r15＝102.145 d15＝1.40 n9＝1.84666 v9＝23.9
r16＝27.241 d16＝6.26 n10＝1.58144 v10＝40.8
r17＝-85.610 d17＝1.57
r18＝-1056.605 d18＝4.66 n11＝1.74950 v11＝35.3
r19＝-30.913 d19＝1.10 n12＝1.72916 v12＝54.7
r20＝52.450 d20＝2.51
r21＝-68.136 d21＝1.10 n13＝1.80400 v13＝46.6
r22＝-119.732 d22＝3.57
r23＝82.918 d23＝5.59 n14＝1.74950 v14＝35.3
r24＝-55.275 d24＝1.10 n15＝1.80400 v15＝46.6
r25＝-295.449 d25＝1.40
r26＝207.832 d26＝7.03 n16＝1.51633 v16＝64.1
r27＝-25.646 d27＝1.90 n17＝1.43875 v17＝95.0
r28＝182.444 d28＝3.12
r29＝∞ d29＝2.65 n18＝1.51633 v18＝64.1
r30＝∞ BF＝128.09
相位系数
第9表面 C2 C4 C6
-9.2E-05 -1.37239E-08 -4.82667E-12
第一数值示例中的材料的折射率
d g c f
G 1 1.487490 1.495964 1.485344 1.492285
G 2 1.433870 1.439490 1.432480 1.437040
G 3 1.487490 1.495964 1.485344 1.492285
G 4 1.816000 1.837997 1.810749 1.828252
G 5 1.729157 1.745696 1.725101 1.738436
G 6 1.516330 1.526214 1.513855 1.521905
G 7 1.740769 1.775994 1.733089 1.759746
G 8 1.834000 1.862781 1.827376 1.849819
G 9 1.846660 1.893856 1.836554 1.871929
G10 1.581439 1.599726 1.577216 1.591486
G11 1.749500 1.776810 1.743260 1.764470
G12 1.729157 1.745696 1.725101 1.738436
G13 1.804000 1.825699 1.798815 1.816080
G14 1.749500 1.776810 1.743260 1.764470
G15 1.804000 1.825699 1.798815 1.816080
G16 1.516330 1.526214 1.513855 1.521905
G17 1.438750 1.444420 1.437334 1.441953
G18 1.516330 1.526214 1.513855 1.521905
第二数值示例
f＝779.9 FNo＝1∶5.8 2ω＝3.2°
r1＝186.364 d1＝19.97 n1＝1.48749 v1＝70.2
r2＝-595.858 d2＝43.01
r3＝137.154 d3＝13.78 n2＝1.48749 v2＝70.2
r4＝19591.727 d4＝2.53
r5＝-584.589 d5＝4.80 n3＝1.83481 v3＝42.7
r6＝195.797 d6＝67.88
r7＝80.110 d7＝5.79 n4＝1.48749 v4＝70.2
r8＝122.602(衍射 d8＝6.11 n5＝1.48749 v5＝70.2
表面)
r9＝334.254 d9＝0.49
r10＝74.122 d10＝5.50 n6＝1.69680 v6＝55.5
r11＝53.195 d11＝71.41
r12＝2210.938 d12＝3.50 n7＝1.43387 v7＝95.1
r13＝65.125 d13＝40.63
r14＝∞(孔径) d14＝4.88
r15＝228.523 d15＝1.40 n8＝1.84666 v8＝23.9
r16＝38.815 d16＝4.89 n9＝1.51742 v9＝52.4
r17＝-68.001 d17＝0.50
r18＝88.845 d18＝4.42 n10＝1.74950 v10＝35.3
r19＝-37.640 d19＝1.10 n11＝1.72916 v11＝54.7
r20＝55.336 d20＝1.81
r21＝-68.115 d21＝1.10 n12＝1.83481 v12＝42.7
r22＝161.233 d22＝1.87
r23＝87.482 d23＝5.23 n13＝1.63980 v13＝34.5
r24＝-33.620 d24＝1.10 n14＝1.71300 v14＝53.9
r25＝-111.334 d25＝53.07
r26＝324.874 d26＝6.28 n15＝1.51633 v15＝64.1
r27＝-46.875 d27＝1.97 n16＝1.43387 v16＝95.1
r28＝-365.005 d28＝4.79
r29＝∞ d29＝2.65 n17＝1.51633 v17＝64.1
r30＝∞ BF＝79.58
相位系数
第8表面 C2 C4 C6
-5.40324E-05 -1.02025E-09 -7.78836E-14
第二数值示例中的材料的折射率
d g c f
G 1 1.487490 1.495964 1.485344 1.492285
G 2 1.487490 1.495964 1.485344 1.492285
G 3 1.834807 1.859527 1.828974 1.848514
G 4 1.487490 1.495964 1.485344 1.492285
G 5 1.487490 1.495964 1.485344 1.492285
G 6 1.696797 1.712339 1.692974 1.705522
G 7 1.433870 1.439490 1.432480 1.437040
G 8 1.846660 1.893856 1.836554 1.871929
G 9 1.517417 1.529804 1.514444 1.524313
G10 1.749500 1.776810 1.743260 1.764470
G11 1.729157 1.745696 1.725101 1.738436
G12 1.834807 1.859527 1.828974 1.848514
G13 1.639799 1.663933 1.634375 1.652939
G14 1.712995 1.729435 1.708974 1.722210
G15 1.516330 1.526214 1.513855 1.521905
G16 1.433870 1.439490 1.432480 1.437040
G17 1.516330 1.526214 1.513855 1.521905
第三数值示例
f＝780.0 FNo＝1∶5.8 2ω＝3.2°
r1＝194.182 d1＝15.05 n1＝1.48749 v1＝70.2
r2＝10-616.340 d2＝40.71
r3＝220.847 d3＝12.39 n2＝1.43387 v2＝95.1
r4＝-1636.846 d4＝8.84
r5＝170.197 d5＝14.34 n3＝1.48749 v3＝70.2
r6＝-393.063 d6＝1.00
r7＝-372.757 d7＝5.00 n4＝1.81600 v4＝46.6
r8＝219.672 d8＝90.49
r9＝64.525 d9＝2.50 n5＝1.72916 v5＝54.7
r10＝45.996(非球形 d10＝6.92 n6＝1.48749 v6＝70.2
表面)
r11＝65.443 d11＝33.53
r12＝1597.946 d12＝2.12 n7＝1.84666 v7＝23.9
r13＝410.398 d13＝2.00 n8＝1.83400 v8＝37.2
r14＝99.023 d14＝38.41
r15＝∞(孔径) d15＝10.80
r16＝734.337 d16＝1.40 n9＝1.80518 v9＝25.4
r17＝23.481 d17＝7.49 n10＝1.58144 v10＝40.8
r18＝-45.662 d18＝0.71
r19＝-75.203 d19＝5.05 n11＝1.74950 v11＝35.3
r20＝-20.788 d20＝1.10 n12＝1.72916 v12＝54.7
r21＝164.130 d21＝2.70
r22＝-36.703 d22＝1.10 n13＝1.83481 v13＝42.7
r23＝-46.341 d230.81
r24＝178.959 d24＝5.02 n14＝1.63980 v14＝34.5
r25＝-48.935 d25＝1.10 n15＝1.71300 v15＝53.9
r26＝-96.363 d26＝0.06
r27＝77.175 d27＝8.40 n16＝1.51633 v16＝64.1
r28＝-24.197 d28＝2.00 n17＝1.43875 v17＝95.0
r29＝67.114 d29＝10.26
r30＝∞ d30＝2.65 n18＝1.51633 v18＝64.1
r31＝∞ BF＝127.25
相位系数
第10表面 C2 C4 C6
-9.2E-05 -1.69277E-08 -1.04088E-11
第三数值示例中的材料的折射率
d g c f
G 1 1.487490 1.495964 1.485344 1.492285
G 2 1.433870 1.439490 1.432480 1.437040
G 3 1.487490 1.495964 1.485344 1.492285
G 4 1.816000 1.837997 1.810749 1.828252
G 5 1.729157 1.745696 1.725101 1.738436
G 6 1.487490 1.495964 1.485344 1.492285
G 7 1.846660 1.893856 1.836554 1.871929
G 8 1.834000 1.862781 1.827376 1.849819
G 9 1.805181 1.847285 1.796106 1.827775
G10 1.581439 1.599726 1.577216 1.591486
G11 1.749500 1.776810 1.743260 1.764470
G12 1.729157 1.745696 1.725101 1.738436
G13 1.834807 1.859527 1.828974 1.848514
G14 1.639799 1.663933 1.634375 1.652939
G15 1.712995 1.729435 1.708974 1.722210
G16 1.516330 1.526214 1.513855 1.521905
G17 1.438750 1.444420 1.437334 1.441953
G18 1.516330 1.526214 1.513855 1.521905
第四数值示例
f＝779.9 FNo＝1∶5.8 2ω＝3.2°
r1＝∞ d1＝6.00 n1＝1.51633 v1＝64.1
r2＝∞ d2＝1.50
r3＝202.538 d3＝17.54 n2＝1.43387 v2＝95.1
r4＝-704.267 d4＝17.33
r5＝149.890 d5＝15.83 n3＝1.43387 v3＝95.1
r6＝4124.923 d6＝8.00
r7＝-1173.087 d7＝4.80 n4＝1.81600 v4＝46.6
r8＝378.882 d8＝49.40
r9＝69.074 d9＝12.07 n5＝1.43387 v5＝95.1
r10＝161.842 d10＝0.15
r11＝84.635 d11＝5.50 n6＝1.69680 v6＝55.5
r12＝54.469 d12＝93.13
r13＝330.881 d13＝2.60 n7＝1.84666 v7＝23.9
r14＝-121.723 d14＝1.98 n8＝1.83400 v8＝37.2
r15＝71.949 d15＝31.99
r16＝∞(孔径) d16＝12.00
r17＝83.527 d17＝1.40 n9＝1.84666 v9＝23.9
r18＝42.483 d18＝5.30 n10＝1.51742 v10＝52.4
r19＝-98.440 d19＝1.93
r20＝123.042 d20＝3.87 n11＝1.74950 v11＝35.3
r21＝-63.148 d21＝1.10 n12＝1.72916 v12＝54.7
r22＝84.430 d22＝2.03
r23＝-84.492 d23＝1.10 n13＝1.83481 v13＝42.7
r24＝117.356 d24＝1.78
r25＝135.240 d25＝3.80 n14＝1.63980 v14＝34.5
r26＝-120.129 d26＝1.10 n1.5＝1.71300 v15＝53.9
r27＝-275.296 d27＝26.41
r28＝180.067 d28＝7.11 n16＝1.51633 v16＝64.1
r29＝-37.420 d29＝1.00 n17＝1.43875 v17＝95.0
r30＝-1396.987 d30＝9.93
r31＝∞ d31＝2.65 n18＝1.51633 v18＝64.1
r32＝∞ BF＝119.29
第四数值示例中的材料的折射率
d g c f
G 1 1.516330 1.526214 1.513855 1.521905
G 2 1.433870 1.439490 1.432480 1.437040
G 3 1.433870 1.439490 1.432480 1.437040
G 4 1.816000 1.837997 1.810749 1.828252
G 5 1.433870 1.439490 1.432480 1.437040
G 6 1.696797 1.712339 1.692974 1.705522
G 7 1.846660 1.893856 1.836554 1.871929
G 8 1.834000 1.862781 1.827376 1.849819
G 9 1.846660 1.893856 1.836554 1.871929
G10 1.517417 1.529804 1.514444 1.524313
G11 1.749500 1.776810 1.743260 1.764470
G12 1.729157 1.745696 1.725101 1.738436
G13 1.834807 1.859527 1.828974 1.848514
G14 1.639799 1.663933 1.634375 1.652939
G15 1.712995 1.729435 1.708974 1.722210
G16 1.516330 1.526214 1.513855 1.521905
G17 1.438750 1.444420 1.437334 1.441953
G18 1.516330 1.526214 1.513855 1.521905
表1
下面，将参照图16描述使用根据本发明的照相光学系统的数字照相机(图像拾取设备)。在图16中，附图标记1000表示数字照相机主体。附图标记1001表示照相光学系统。附图标记1002表示固态图像拾取元件(光电转换元件)，诸如CCD传感器，它通过照相光学系统1001接收物体图像。附图标记1003表示记录了对应于由图像拾取元件1002接收的物体图像的信息的存储器。附图标记1004表示用于观察显示元件(未示出)上显示的物体图像的取景器。该显示元件例如包括液晶面板，并且显示图像拾取元件1002上形成的物体图像。因此，通过将根据本发明的照相光学系统应用于诸如数字照相机之类的图像拾取设备上，从而实现包括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的图像拾取设备。
虽然参考示例性实施例描述了本发明，但是应该理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。以下的权利要求的范围应被给予最宽的解释，以便涵盖所有变形、等同结构和功能。
在每个数值示例中，B1表示具有正折射能力的第一透镜单元，B2表示具有负折射能力的第二透镜单元，B3表示具有正折射能力的第三透镜单元。B31表示具有正折射能力的第31透镜单元，B32表示具有负折射能力的第32透镜单元，B33表示具有正折射能力的第33透镜单元。SP表示孔径光阑。
第一透镜单元B1包括第一正透镜、第二正透镜、和第二正透镜后面的其它透镜，其中该第一正透镜设置得最靠近物体侧。该第二正透镜与第一正透镜被一个相对长的空气间隔分开。通过把第二透镜单元B2向图像平面侧移动，执行从在无穷远的物体点到附近的物体点的聚焦。第32透镜单元B32能够在具有垂直于光轴的分量的方向上移动，使得照相光学系统所形成的图像能够垂直于光轴位移，从而校正例如由于照相机运动所造成的图像模糊。
布置在第一透镜单元B1中或者第二透镜单元B2中的正透镜GP、以及布置在第三透镜单元B3中的负透镜GN由具有特殊散射特性的材料形成。该具有特殊散射特性的材料满足以下条件(1)和(2)：
-0.0015×vd+0.6425＜θgF ...(1)
60＜vd ...(2)
其中vd是阿贝数，θgF是部分散射比。当材料关于g线(波长＝435.8nm)、F线(波长＝486.1nm)、d线(波长＝587.6nm)、和C线(波长＝656.3nm)的折射率分别为Ng、Nd、NF、和NC时，该阿贝数vd和部分散射比θgF被表示为如下：
vd＝(Nd-1)/(NF-NC)
θgF＝(Ng-NF)/(NF-NC)
当光轴和近轴主光线的交叉点是P时，正透镜GP被布置得比交叉点P更靠近系统的物体侧(即比孔径光阑SP更靠近物体侧)，并且负透镜GN被布置得比交叉点P更靠近系统的图像侧(即比孔径光阑SP更靠近图像侧)。
衍射光学元件101包括诸如透镜或者平板之类的光学部件，以及在该光学部件的主表面上形成的衍射光学部分。该衍射光学部分例如包括由设置在透镜表面上的紫外线固化树脂形成的衍射光栅。
根据第一数值示例的透镜结构如下。第一透镜单元按照从物体侧的透镜顺序依次包括：正透镜11、具有特殊散射特性的正透镜12、具有互相粘合的正透镜13和负透镜14的粘合透镜、以及包括衍射光学部分并且具有互相粘合的负透镜15和正透镜16的粘合透镜(衍射光学元件101)。第二透镜单元包括具有互相粘合的正透镜和负透镜的粘合透镜。第31透镜单元包括具有互相粘合的负透镜和正透镜的粘合透镜。第32透镜单元包括具有互相粘合的正透镜和负透镜的粘合透镜、和负透镜。第33透镜单元包括具有互相粘合的正透镜和负透镜的粘合透镜、具有互相粘合的正透镜和负透镜GN(具有特殊散射特性)的粘合透镜、以及平板(假设为插入的滤光片)。
根据第二数值示例的透镜结构如下。第一透镜单元按照从物体侧的透镜顺序依次包括：正透镜21、正透镜22、负透镜23、包括衍射光学部分并且具有互相粘合的正透镜24和正透镜25的粘合透镜(衍射光学元件101)、以及负弯月透镜26。第二透镜单元包括具有特殊散射特性的负透镜GN。第31透镜单元包括具有互相粘合的负透镜和正透镜的粘合透镜。第32透镜单元包括具有互相粘合的正透镜和负透镜的粘合透镜、和负透镜。第33透镜单元包括具有互相粘合的正透镜和负透镜的粘合透镜、具有互相粘合的正透镜和负透镜GN(具有特殊散射特性)的粘合透镜、以及平板(假设为插入的滤光片)。
根据第三数值示例的透镜结构如下。第一透镜单元按照从物体侧的透镜顺序依次包括：正透镜31、具有特殊散射特性的正透镜32、正透镜33、负透镜34、以及包括衍射光学部分并且具有互相粘合的负透镜35和正透镜36的粘合透镜(衍射光学元件101)。第二透镜单元包括具有互相粘合的正透镜和负透镜的粘合透镜。第31透镜单元包括具有互相粘合的负透镜和正透镜的粘合透镜。该第32透镜单元包括具有互相粘合的正透镜和负透镜的粘合透镜、和负透镜。第33透镜单元包括具有互相粘合的正透镜和负透镜的粘合透镜、具有互相粘合的正透镜和负透镜GN(具有特殊散射特性)的粘合透镜、以及平板(假设为插入的滤光片)。
根据第四数值示例的透镜结构如下。第一透镜单元从物体侧开始包括：保护玻璃、具有特殊散射特性的正透镜41、具有特殊散射特性的正透镜42、负透镜43、具有特殊散射特性的正透镜44、以及负弯月透镜45。第二透镜单元包括具有互相粘合的正透镜和负透镜的粘合透镜。第31透镜单元包括具有互相粘合的负透镜和正透镜的粘合透镜。该第32透镜单元包括具有互相粘合的正透镜和负透镜的粘合透镜、和负透镜。该第33透镜单元包括具有互相粘合的正透镜和负透镜的粘合透镜、具有互相粘合的正透镜和负透镜GN(具有特殊散射特性)的粘合透镜、以及平板(假设为插入的滤光片)。
图2、4、6、和8分别示出了第一到第四数值示例的像差。在每个球面像差图中，实线代表d线，交替的一长两短的虚线表示g线，交替的一长一短的虚线表示C线，点线表示F线，虚线代表正弦条件。在每个像散图中，实线表示径向光线，点线表示纵向光线。在每个倍率色差图中，交替的一长两短的虚线表示g线，交替的一长一短的虚线表示C线，点线表示F线。ω表示半视角，Fno表示F值。在每个球面像差图中，垂直轴表示入射光瞳直径。在每个像散图、畸变像差图、和倍率色差图中，垂直轴表示图像高度。
在比光轴与近轴主光线的交叉点P更靠近物体侧的一侧(即，比孔径光阑SP更靠近物体侧的一侧)，布置了由特殊散射材料形成的衍射光学元件101和正透镜GP中的至少一个。在比交叉点P更靠近图像侧的一侧(即，比孔径光阑SP更靠近图像侧的一侧)，布置了由特殊散射材料形成的负透镜GN。这些布置有效地校正了轴向色差和倍率色差。这将参考图9更详细描述，图9示出了根据第一数值示例的照相光学系统的光路。在衍射光学元件101和正透镜GP中，近轴边缘光线X1和近轴主光线X2具有不同的符号(即，它们通过光轴的相对的两侧)。因此，通过正透镜GP和衍射光学元件101的特殊散射特性，轴向色差g线在负方向上被校正，并且倍率色差g线在正方向上被校正。在第一透镜单元B1的子系统中，在负方向上过分地校正了轴向色差，而在正方向上，倍率色差校正不足。因此，在被布置得比光轴与近轴主光线X2的交叉点P更靠近图像侧(即，比孔径光阑SP更靠近图像侧)的负透镜GN处，近轴边缘光线X1和近轴主光线X2具有相同的符号(即，它们通过光轴的同一侧)。因此，通过负透镜GN的材料的特殊散射特性，轴向色差g线在正方向上被校正，并且倍率色差g线在正方向上被校正。因此，衍射光学元件101(其衍射光学部分具有正折射能力)和正透镜GP(其由特殊散射材料形成)中的至少一个、以及负透镜GN(其由特殊散射材料形成)适当地校正了轴向色差和倍率色差二者的二级谱分量。
该近轴边缘光线是平行于光学系统的光轴的入射光线，当整个光学系统的焦距被标准化为1时，该光线距离光轴的高度被定义为1。该近轴主光线是当整个光学系统的焦距被标准化为1时，以与光轴成-45度角入射到光学系统的光当中穿过光学系统的光轴和入射光瞳的交叉点的光线。从光轴以顺时针方向测量的光学系统的入射角为正，从光轴以逆时针方向测量的光学系统的入射角为负。物体假设存在于光学系统的左侧，从物体侧入射到光学系统的光线假设是从左向右行进的。
下面，将要描述衍射光学元件的特性。该衍射光学元件具有的光学特性不同于例如玻璃或者塑料的折射。即，该衍射光学元件具有负散射和特殊散射特性。在每个数值示例中，在衍射光学元件101中，阿贝数vd＝-3.45，并且部分散射比θgF＝0.296。通过利用这个光学特性，能够适当校正照相光学系统的色差。
本照相光学系统中所使用的该衍射光学元件可以被配置有通过改变从其光轴中心到外围部分的间距(pitch)而获得的非球面效果。
每个第一到第三数值示例中的衍射光学部分被配置在物体侧具有凸形态的透镜表面。通过如此，使得对于向着照相光学系统的图像平面行进的各种光线，相对于衍射光学部分的入射角很小，以增大衍射效率。
衍射光学元件可以通过将作为衍射光学部分的紫外固化树脂层贴附到透镜表面的方法(该方法被称为复制法(replica method))而制造。由于某些类型的紫外固化树脂具有弱的耐紫外能力，因此当紫外固化树脂被用在光学系统中时，希望在衍射光学部分的物体侧放置涂覆有紫外线保护涂层的透镜。
下面，参照第一数值示例描述制造该衍射光学元件的方法。根据第一数值示例的衍射光学部分被放置在接合表面，第一透镜单元的被布置得最靠近图像侧的负透镜15与被布置在负透镜15的图像侧的正透镜16在该接合表面处互相接合。首先，在负透镜15和正透镜16的透镜表面当中，通过真空蒸镀等将防反射涂层施加到没有接受复制处理的透镜表面。其次，使用具有预定形态的复制成模衍射光栅模具(未示出)，在负透镜15和正透镜16的其他表面上形成复制衍射光栅。因为复制衍射光栅是由紫外固化树脂材料形成的，因此这些透镜在成模期间被来自与复制成模衍射光栅模具相对的透镜表面的紫外光照射。因此，希望复制基底玻璃材料是具有高紫外光透射率的材料，并且具有高紫外光透射率的涂层被施加到与复制成模表面相对的透镜表面上。通过增大紫外光透射率，树脂的固化时间可以减小，从而能够防止树脂的不适当的固化和衍射光栅的表面精确度的降低。另外，为了提供对紫外光的阻挡，独立于作为复制成模透镜的正透镜16和负透镜15设置紫外光阻挡单元。在现有的照相光学系统中，由于紫外光保护单元由基本上不具有折射能力的保护性滤光片形成，因此光学部件的数量增加，从而增加了总体透镜长度。在根据第一数值示例的照相光学系统中，在最靠近物体侧的透镜当中，物体侧透镜表面或图像侧透镜表面被涂覆有紫外光保护涂层，从而使得它能够降低总体透镜长度。希望充当紫外光保护单元的膜是防止可见光范围内的反射的分层膜。
每个数值示例满足以下条件(3)到(5)。在此，整个系统的焦距是f，沿着光轴从光学系统的最靠近物体侧的透镜表面到图像平面的长度是OTL，负透镜GN的焦距是fn，沿着光轴从最靠近物体侧的透镜表面到负透镜GN的物体侧表面的长度是Ln。
0.4＜OTL/f＜0.65 ...(3)
0.03＜|fn|/f＜0.3 ...(4)
0.6＜Ln/OTL＜1 ...(5)
条件(3)表述了总体透镜长度OTL与照相光学系统的焦距f之间的比率，并且是指示总体透镜长度的减少量的表达式。当OTL/f低于条件(3)的下限时，照相光学系统的总体透镜长度OTL减小。因此，出现在每个透镜单元的各种像差增大，从而很难适当校正所有像差。当超过条件(3)的上限时，总体透镜长度OTL增大，这对于校正像差是有利的。然而，总体透镜长度OTL没有减小。
条件(4)用于关于整个透镜系统的焦距f来定义负透镜GN的焦距fn，该负透镜GN使用具有特殊散射特性的材料。当|fn|/f低于条件(4)的下限时，负透镜GN的折射能力增大。因此，倍率色差被过度校正，从而降低了光学性能。当超过条件(4)的上限时，负透镜GN的折射能力减小。因此，倍率色差被校正了很小的量，从而使得很难充分校正色差。
条件(5)用于关于照相光学系统的总体透镜长度OTL来定义从照相光学系统的最靠近物体侧的透镜表面到负透镜GN的物体侧透镜表面的长度Ln。当Ln/OTL低于条件(5)的下限时，Ln减小。因此，穿过负透镜GN的近轴边缘光线在高度上是高的，但是在这个方向上，近轴主光线在高度上变低。结果，校正倍率色差的能力降低，从而降低光学性能。当Ln向着条件(5)的上限增大时，穿过负透镜GN的近轴边缘光线在高度上是低的，但是在这个方向上，近轴主光线在高度上变高。结果，校正倍率色差的能力增大，使得倍率色差能够被轻松地校正。然而，在这些数值示例中，由于例如考虑安装在单透镜反射照相机上并且安装了诸如扩束镜之类的附加透镜，因此长度Ln的大小甚至被这样的物理因素限制。
在第一到第三数值示例的每一个中，衍射光学元件101被配置为减小总体光学长度和减小透镜系统的重量。
当衍射光学元件101的衍射能力(即，仅由衍射光学部分提供的光学能力)是并且沿着光轴从照相光学系统的最靠近物体侧的透镜表面到衍射光学元件101的衍射表面的长度是Ld时，满足以下的条件(6)和(7)：
0.3＜Ld/OTL＜0.65 ...(7)
在图12和14中所示的单层衍射光学元件中，衍射光学元件101的衍射表面使得从照相光学系统的最靠近物体侧的透镜表面到衍射光栅的物体侧的长度是Ld。在图10中所示的分层衍射光学元件中，沿着光轴从照相光学系统的最靠近物体侧的透镜表面到对面的衍射光栅的中间点的长度是Ld。
条件(6)用于关于整个系统的焦距来定义衍射光学元件的衍射能力当低于条件(6)的下限时，衍射光学元件的衍射的正衍射能力变得更弱。因此，校正轴向色差和倍率色差的效果降低，从而降低光学性能。当超过条件(6)的上限时，衍射光学元件的衍射的正衍射能力增大。因此，校正轴向色差和倍率色差的效果增大。从而，倍率色差被适当校正。然而，特别地，轴向色差趋于被过度校正，即，用于g线的轴向色差在负方向上被增大，从而降低光学性能。
条件(7)用于定义照相光学系统的总体透镜长度OTL与沿着光轴从第一透镜单元的最靠近物体侧的透镜表面到衍射光学元件的衍射表面的长度Ld之间的比率。条件(7)主要用于在适当地校正色差的同时，减小在拍摄操作中没有涉及的不需要的光撞击例如衍射光栅的边缘并且产生炫光的频率。当Ld/OTL低于条件(7)的下限时，沿光轴从第一透镜单元B1的最靠近物体侧的透镜表面到衍射光学元件的衍射表面的长度Ld变得过小。因此，通过衍射来校正像差的效果增大，但是炫光发生的频率增大。当超过条件(7)的上限时，沿光轴从第一透镜单元B1的最靠近物体侧的透镜表面到衍射光学元件的衍射表面的长度Ld增大。因此，炫光发生的不那么频繁，但是通过衍射校正像差的效果降低。
在第一到第四数值示例中，当各个第一透镜单元的布置得最靠近物体侧的第一正透镜11、21、31、和41、与布置在各个第一正透镜11、21、31、和41的图像侧的第二正透镜12、22、32、和42之间的空气间隔各为L1，并且每个第一正透镜的焦距为fg1时，满足以下条件(8)和(9)：
0.01＜L1/OTL＜0.2 ...(8)
0.3＜fg1/f＜0.7 ...(9)
条件(8)和(9)用于降低透镜的重量。
条件(8)用于定义(各个第一透镜单元的布置得最靠近物体侧的第一正透镜11、21、31、和41、与布置在各个第一正透镜11、21、31、和41的图像侧的各个第二正透镜12、22、32、和42之间的)空气间隔L1与照相光学系统的整个长度OTL之间的比率。当L1/OTL低于条件(8)的下限时，每个第一透镜单元的最靠近物体侧的第一正透镜与布置在其图像侧的第二正透镜之间的空气间隔L1减小。因此，布置得比相应的第二正透镜更靠近图像侧的透镜的外直径增大，从而增大透镜的重量。当超过条件(8)的上限时，每个第一透镜单元的最靠近物体侧的第一正透镜与布置于其图像侧的第二正透镜之间的空气间隔L1增大。因此，在每个第一透镜单元处发生的各种像差增大，这是我们所不希望的。
条件(9)用于关于整个透镜系统的焦距f来定义布置得最靠近物体侧的各个第一透镜单元的正透镜11、21、31、和41的焦距fg1。当fg1/f低于条件(9)的下限时，各个正透镜11、21、31、和41的正折射能力增大。因此，比各个第一透镜单元的第二正透镜12、22、32、和42更靠近图像侧的透镜的外直径减小，从而降低透镜的重量。然而，在第一正透镜处发生的像差增大，从而使得难以校正该像差。当超过条件(9)的上限时，第一正透镜11、21、31、和41的折射能力降低。从而，比第二正透镜12、22、32、和42更靠近图像侧的透镜的外直径增大，从而增大透镜的重量。
在第一到第四数值示例中的每一个示例中，照相光学系统按照从物体侧的透镜的顺序依次包括：具有正折射能力的第一透镜单元B1、具有负折射能力的第二透镜单元B2、以及具有正折射能力的第三透镜单元B3，并且第二透镜单元可以沿着光轴移动来执行聚焦。从而，聚焦通过小而轻的第二透镜单元B2来执行，以获得好的可操作性。另外，当使用自动聚焦照相机时，聚焦透镜的致动器的负载很小，使得能够快速地执行透镜的驱动。
在第一到第四数值示例的每一个中，第32透镜(第三透镜单元B3的单元B32)能够在具有垂直于光轴的分量的方向上移动，从而校正照相机运动(稳定化图像)。另外，在每个数值示例中，虽然图像通过第三透镜单元B3中的各透镜单元之一进行稳定化，但是图像也可以通过整个第三透镜单元进行稳定化。
在第一数值示例中，第一透镜单元按照从物体侧的透镜顺序依次包括：正透镜11、正透镜12、正透镜13、和负透镜14，其中正透镜13和负透镜14组成粘合透镜。负透镜14的物体侧透镜表面校正发生在第一透镜单元的球面像差。当负透镜14接合到正透镜13时，防止了正透镜13和负透镜14相对于彼此的移动，从而防止了像差校正之间的不平衡引起的整个系统的光学性能的降低。
下面，将详细描述根据本发明的衍射光学部分。该衍射光学部分可以具有图10所示的双层结构，该双层结构包括被空气间隙分隔开的衍射光栅106和107；或者图12所示的单层结构，该单层结构包括具有图12所示的形态的衍射光栅103。另外，衍射光学部分可以具有图14所示的双层结构，该双层结构包括具有不同(或相同)厚度的两个衍射光栅104和105。
在图10、12和14中，附图标记102和102’表示衬底(基底)。
在图10所示的衍射光学元件101中，由紫外固化树脂形成的第一衍射光栅106形成在基底(透镜或平板)102上，由紫外固化树脂形成的第二衍射光栅107形成在基底(透镜或平板)102’上。图11是示意图，该示意图示出了在使用图10中所示的两个衍射光栅106和107的衍射光学部分中，一级衍射光的衍射效率如何取决于波长。从图11中可以理解，衍射效率具有很高的值，其在所用波长的整个区域中至少为95％，如对于一级衍射被最优化的这个设计所预期的。
图13是示意图，其示出了在图12中所示的单层衍射光学部分中，一级衍射光的衍射效率如何取决于波长。在衍射光学元件的实际结构中，紫外固化树脂被施加于基底(玻璃)的表面，从而以紫外固化树脂形成具有光栅厚度d的衍射光栅103，使得一级衍射光在波长为530nm处的衍射效率是100％。从图13中清楚地知道，当它被设置为远离530nm的最优化波长时，衍射效率降低，而第0级衍射光和第2级衍射光的衍射效率提高。不同于设计级的各级衍射光的增加导致炫光，从而降低了光学系统的分辨率。
图15是示出了在图14中所示的、包括互相层叠的两个衍射光栅104和105的层叠衍射光学部分中，1级衍射光的衍射效率如何取决于波长的示意图。在图14中所示的衍射光学元件101中，由紫外固化树脂(nd＝1.499并且vd＝54)形成的第一衍射光栅104形成在基底102上，并且由紫外固化树脂(nd＝1.598并且vd＝28)形成的第二衍射光栅105形成在第一衍射光栅104上。在这些材料的组合中，第一衍射光栅104的光栅厚度d1是13.8μm，第二光栅105的光栅厚度d2是10.5μm。从图15中可以知道，当衍射光学部分具有层叠结构时，设计级(第一级)的衍射效率具有很高的值，其在所用波长的整个区域中至少为95％。
接着，将更详细地描述根据本发明的数值示例。在每个数值示例中，从物体侧开始的表面的序号是i，ri表示第i个表面的曲率半径，di表示第i个表面和第(i+1)个表面之间的距离，并且ni和vi分别表示第i个表面的材料的d线的折射率和阿贝数。
在衍射光学部分中，当基准波长(d线)是λo，距光轴的距离是(h)，并且相位是Φ(h)时，满足以下公式：
Φ(h)＝2πλo(C1·h2+C2·h4+C3·h6+...)
f表示焦距，FNo表示F值，ω表示半视角。BF表示后焦点。在每个数值示例中，不具有折射能力的最后两个表面是在设计方面使用的玻璃块表面。上述的条件和数值示例之间的关系在表1中给出。
第一数值示例
f＝779.9 FNo＝1∶5.8 2ω＝3.2°
r1＝203.877 d1＝15.34 n1＝1.48749 v1＝70.2
r2＝-3707.288 d2＝38.61
r3＝196.432 d3＝12.01 n2＝1.43387 v2＝95.1
r4＝12057.913 d4＝11.35
r5＝168.599 d5＝13.41 n3＝1.48749 v3＝70.2
r6＝-485.956 d6＝5.00 n4＝1.81600 v4＝46.6
r7＝210.730 d7＝90.24
r8＝92.567 d8＝2.50 n5＝1.72916 v5＝54.7
r9＝50.030(衍射 d9＝8.68 n6＝1.51633 v6＝64.1
表面)
r10＝110.875 d10＝31.03
r11＝-1979.327 d11＝1.80 n7＝1.74077 v7＝27.8
r12＝-211.093 d12＝2.00 n8＝1.83400 v8＝37.2
r13＝103.557 d13＝44.43
r14＝∞(孔径) d14＝12.55
r15＝102.145 d15＝1.40 n9＝1.84666 v9＝23.9
r16＝27.241 d16＝6.26 n10＝1.58144 v10＝40.8
r17＝-85.610 d17＝1.57
r18＝-1056.605 d18＝4.66 n11＝1.74950 v11＝35.3
r19＝-30.913 d19＝1.10 n12＝1.72916 v12＝54.7
r20＝52.450 d20＝2.51
r21＝-68.136 d21＝1.10 n13＝1.80400 v13＝46.6
r22＝-119.732 d22＝3.57
r23＝82.918 d23＝5.59 n14＝1.74950 v14＝35.3
r24＝-55.275 d24＝1.10 n15＝1.80400 v15＝46.6
r25＝-295.449 d25＝1.40
r26＝207.832 d26＝7.03 n16＝1.51633 v16＝64.1
r27＝-25.646 d27＝1.90 n17＝1.43875 v17＝95.0
r28＝182.444 d28＝3.12
r29＝∞ d29＝2.65 n18＝1.51633 v18＝64.1
r30＝∞ BF＝128.09
相位系数
第9表面 C2 C4 C6
-9.2E-05 -1.37239E-08 -4.82667E-12
第一数值示例中的材料的折射率
d g c f
G 1 1.487490 1.495964 1.485344 1.492285
G 2 1.433870 1.439490 1.432480 1.437040
G 3 1.487490 1.495964 1.485344 1.492285
G 4 1.816000 1.837997 1.810749 1.828252
G 5 1.729157 1.745696 1.725101 1.738436
G 6 1.516330 1.526214 1.513855 1.521905
G 7 1.740769 1.775994 1.733089 1.759746
G 8 1.834000 1.862781 1.827376 1.849819
G 9 1.846660 1.893856 1.836554 1.871929
G10 1.581439 1.599726 1.577216 1.591486
G11 1.749500 1.776810 1.743260 1.764470
G12 1.729157 1.745696 1.725101 1.738436
G13 1.804000 1.825699 1.798815 1.816080
G14 1.749500 1.776810 1.743260 1.764470
G15 1.804000 1.825699 1.798815 1.816080
G16 1.516330 1.526214 1.513855 1.521905
G17 1.438750 1.444420 1.437334 1.441953
G18 1.516330 1.526214 1.513855 1.521905
第二数值示例
f＝779.9 FNo＝1∶5.8 2ω＝3.2°
r1＝186.364 d1＝19.97 n1＝1.48749 v1＝70.2
r2＝-595.858 d2＝43.01
r3＝137.154 d3＝13.78 n2＝1.48749 v2＝70.2
r4＝19591.727 d4＝2.53
r5＝-584.589 d5＝4.80 n3＝1.83481 v3＝42.7
r6＝195.797 d6＝67.88
r7＝80.110 d7＝5.79 n4＝1.48749 v4＝70.2
r8＝122.602(衍射 d8＝6.11 n5＝1.48749 v5＝70.2
表面)
r9＝334.254 d9＝0.49
r10＝74.122 d10＝5.50 n6＝1.69680 v6＝55.5
r11＝53.195 d11＝71.41
r12＝2210.938 d12＝3.50 n7＝1.43387 v7＝95.1
r13＝65.125 d13＝40.63
r14＝∞(孔径) d14＝4.88
r15＝228.523 d15＝1.40 n8＝1.84666 v8＝23.9
r16＝38.815 d16＝4.89 n9＝1.51742 v9＝52.4
r17＝-68.001 d17＝0.50
r18＝88.845 d18＝4.42 n10＝1.74950 v10＝35.3
r19＝-37.640 d19＝1.10 n11＝1.72916 v11＝54.7
r20＝55.336 d20＝1.81
r21＝-68.115 d21＝1.10 n12＝1.83481 v12＝42.7
r22＝161.233 d22＝1.87
r23＝87.482 d23＝5.23 n13＝1.63980 v13＝34.5
r24＝-33.620 d24＝1.10 n14＝1.71300 v14＝53.9
r25＝-111.334 d25＝53.07
r26＝324.874 d26＝6.28 n15＝1.51633 v15＝64.1
r27＝-46.875 d27＝1.97 n16＝1.43387 v16＝95.1
r28＝-365.005 d28＝4.79
r29＝∞ d29＝2.65 n17＝1.51633 v17＝64.1
r30＝∞ BF＝79.58
相位系数
第8表面 C2 C4 C6
-5.40324E-05 -1.02025E-09 -7.78836E-14
第二数值示例中的材料的折射率
d g c f
G 1 1.487490 1.495964 1.485344 1.492285
G 2 1.487490 1.495964 1.485344 1.492285
G 3 1.834807 1.859527 1.828974 1.848514
G 4 1.487490 1.495964 1.485344 1.492285
G 5 1.487490 1.495964 1.485344 1.492285
G 6 1.696797 1.712339 1.692974 1.705522
G 7 1.433870 1.439490 1.432480 1.437040
G 8 1.846660 1.893856 1.836554 1.871929
G 9 1.517417 1.529804 1.514444 1.524313
G10 1.749500 1.776810 1.743260 1.764470
G11 1.729157 1.745696 1.725101 1.738436
G12 1.834807 1.859527 1.828974 1.848514
G13 1.639799 1.663933 1.634375 1.652939
G14 1.712995 1.729435 1.708974 1.722210
G15 1.516330 1.526214 1.513855 1.521905
G16 1.433870 1.439490 1.432480 1.437040
G17 1.516330 1.526214 1.513855 1.521905
第三数值示例
f＝780.0 FNo＝1∶5.8 2ω＝3.2°
r1＝194.182 d1＝15.05 n1＝1.48749 v1＝70.2
r2＝10-616.340 d2＝40.71
r3＝220.847 d3＝12.39 n2＝1.43387 v2＝95.1
r4＝-1636.846 d4＝8.84
r5＝170.197 d5＝14.34 n3＝1.48749 v3＝70.2
r6＝-393.063 d6＝1.00
r7＝-372.757 d7＝5.00 n4＝1.81600 v4＝46.6
r8＝219.672 d8＝90.49
r9＝64.525 d9＝2.50 n5＝1.72916 v5＝54.7
r10＝45.996(非球形 d10＝6.92 n6＝1.48749 v6＝70.2
表面)
r11＝65.443 d11＝33.53
r12＝1597.946 d12＝2.12 n7＝1.84666 v7＝23.9
r13＝410.398 d13＝2.00 n8＝1.83400 v8＝37.2
r14＝99.023 d14＝38.41
r15＝∞(孔径) d15＝10.80
r16＝734.337 d16＝1.40 n9＝1.80518 v9＝25.4
r17＝23.481 d17＝7.49 n10＝1.58144 v10＝40.8
r18＝-45.662 d18＝0.71
r19＝-75.203 d19＝5.05 n11＝1.74950 v11＝35.3
r20＝-20.788 d20＝1.10 n12＝1.72916 v12＝54.7
r21＝164.130 d21＝2.70
r22＝-36.703 d22＝1.10 n13＝1.83481 v13＝42.7
r23＝-46.341 d230.81
r24＝178.959 d24＝5.02 n14＝1.63980 v14＝34.5
r25＝-48.935 d25＝1.10 n15＝1.71300 v15＝53.9
r26＝-96.363 d26＝0.06
r27＝77.175 d27＝8.40 n16＝1.51633 v16＝64.1
r28＝-24.197 d28＝2.00 n17＝1.43875 v17＝95.0
r29＝67.114 d29＝10.26
r30＝∞ d30＝2.65 n18＝1.51633 v18＝64.1
r31＝∞ BF＝127.25
相位系数
第10表面 C2 C4 C6
-9.2E-05 -1.69277E-08 -1.04088E-11
第三数值示例中的材料的折射率
d g c f
G 1 1.487490 1.495964 1.485344 1.492285
G 2 1.433870 1.439490 1.432480 1.437040
G 3 1.487490 1.495964 1.485344 1.492285
G 4 1.816000 1.837997 1.810749 1.828252
G 5 1.729157 1.745696 1.725101 1.738436
G 6 1.487490 1.495964 1.485344 1.492285
G 7 1.846660 1.893856 1.836554 1.871929
G 8 1.834000 1.862781 1.827376 1.849819
G 9 1.805181 1.847285 1.796106 1.827775
G10 1.581439 1.599726 1.577216 1.591486
G11 1.749500 1.776810 1.743260 1.764470
G12 1.729157 1.745696 1.725101 1.738436
G13 1.834807 1.859527 1.828974 1.848514
G14 1.639799 1.663933 1.634375 1.652939
G15 1.712995 1.729435 1.708974 1.722210
G16 1.516330 1.526214 1.513855 1.521905
G17 1.438750 1.444420 1.437334 1.441953
G18 1.516330 1.526214 1.513855 1.521905
第四数值示例
f＝779.9 FNo＝1∶5.8 2ω＝3.2°
r1＝∞ d1＝6.00 n1＝1.51633 v1＝64.1
r2＝∞ d2＝1.50
r3＝202.538 d3＝17.54 n2＝1.43387 v2＝95.1
r4＝-704.267 d4＝17.33
r5＝149.890 d5＝15.83 n3＝1.43387 v3＝95.1
r6＝4124.923 d6＝8.00
r7＝-1173.087 d7＝4.80 n4＝1.81600 v4＝46.6
r8＝378.882 d8＝49.40
r9＝69.074 d9＝12.07 n5＝1.43387 v5＝95.1
r10＝161.842 d10＝0.15
r11＝84.635 d11＝5.50 n6＝1.69680 v6＝55.5
r12＝54.469 d12＝93.13
r13＝330.881 d13＝2.60 n7＝1.84666 v7＝23.9
r14＝-121.723 d14＝1.98 n8＝1.83400 v8＝37.2
r15＝71.949 d15＝31.99
r16＝∞(孔径) d16＝12.00
r17＝83.527 d17＝1.40 n9＝1.84666 v9＝23.9
r18＝42.483 d18＝5.30 n10＝1.51742 v10＝52.4
r19＝-98.440 d19＝1.93
r20＝123.042 d20＝3.87 n11＝1.74950 v11＝35.3
r21＝-63.148 d21＝1.10 n12＝1.72916 v12＝54.7
r22＝84.430 d22＝2.03
r23＝-84.492 d23＝1.10 n13＝1.83481 v13＝42.7
r24＝117.356 d24＝1.78
r25＝135.240 d25＝3.80 n14＝1.63980 v14＝34.5
r26＝-120.129 d26＝1.10 n1.5＝1.71300 v15＝53.9
r27＝-275.296 d27＝26.41
r28＝180.067 d28＝7.11 n16＝1.51633 v16＝64.1
r29＝-37.420 d29＝1.00 n17＝1.43875 v17＝95.0
r30＝-1396.987 d30＝9.93
r31＝∞ d31＝2.65 n18＝1.51633 v18＝64.1
r32＝∞ BF＝119.29
第四数值示例中的材料的折射率
d g c f
G 1 1.516330 1.526214 1.513855 1.521905
G 2 1.433870 1.439490 1.432480 1.437040
G 3 1.433870 1.439490 1.432480 1.437040
G 4 1.816000 1.837997 1.810749 1.828252
G 5 1.433870 1.439490 1.432480 1.437040
G 6 1.696797 1.712339 1.692974 1.705522
G 7 1.846660 1.893856 1.836554 1.871929
G 8 1.834000 1.862781 1.827376 1.849819
G 9 1.846660 1.893856 1.836554 1.871929
G10 1.517417 1.529804 1.514444 1.524313
G11 1.749500 1.776810 1.743260 1.764470
G12 1.729157 1.745696 1.725101 1.738436
G13 1.834807 1.859527 1.828974 1.848514
G14 1.639799 1.663933 1.634375 1.652939
G15 1.712995 1.729435 1.708974 1.722210
G16 1.516330 1.526214 1.513855 1.521905
G17 1.438750 1.444420 1.437334 1.441953
G18 1.516330 1.526214 1.513855 1.521905
表1
下面，将参照图16描述使用根据本发明的照相光学系统的数字照相机(图像拾取设备)。在图16中，附图标记1000表示数字照相机主体。附图标记1001表示照相光学系统。附图标记1002表示固态图像拾取元件(光电转换元件)，诸如CCD传感器，它通过照相光学系统1001接收物体图像。附图标记1003表示记录了对应于由图像拾取元件1002接收的物体图像的信息的存储器。附图标记1004表示用于观察显示元件(未示出)上显示的物体图像的取景器。该显示元件例如包括液晶面板，并且显示图像拾取元件1002上形成的物体图像。因此，通过将根据本发明的照相光学系统应用于诸如数字照相机之类的图像拾取设备上，从而实现包括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的图像拾取设备。
虽然参考示例性实施例描述了本发明，但是应该理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。以下的权利要求的范围应被给予最宽的解释，以便涵盖所有变形、等同结构和功能。