CN115685493A - 光学系统及摄像装置 - Google Patents

Abstract

课题在于，提供小型、具有大口径且高性能的光学系统及摄像装置。解决手段在于，光学系统由第1透镜组(G1)、第2透镜组(G2)及第3透镜组(G3)组成。每个透镜组均具有正的光焦度，第2透镜组(G2)为聚焦组。第1透镜组(G1)从物侧起依次至少具有第1至第3的3片透镜。光学系统具有由该透镜限定的特定的式所表示的光学特性。

Description

光学系统及摄像装置

技术领域

本发明涉及光学系统及摄像装置。

背景技术

摄像机、数字静态照相机及无反射镜单镜头相机中使用的光学系统要求小型且具有高光学性能。已知一种这样的光学系统，由第1透镜组、第2透镜组及第3透镜组共3个透镜组组成，其中，第2透镜组能够移动用于聚焦，且3个透镜组均具有正的光焦度(例如，参照专利文献1～3)。

在先技术文献

专利文献

【专利文献1】日本特开2019-66585号公报

【专利文献2】日本特开2017-167327号公报

【专利文献3】国际公开第2019/073744号

发明内容

发明所要解决的课题

然而，从兼顾缩短光学全长和高光学性能的观点出发，上述现有技术仍有研究的空间。例如，专利文献1、2中记载的技术是大口径的光学系统，但是第1透镜组的焦距相对于系统整体的焦距及第2透镜组的焦距相对于从第1透镜组的物侧面到第3透镜组的最靠像面侧的透镜的焦距并未得到充分优化。因此，没有充分实现缩短光学全长且高性能化。此外，专利文献3中记载的技术，虽然优化了第1透镜组的焦距相对于从第1透镜组的物侧面到第3透镜组的最靠像面侧的透镜的焦距，但是第2透镜组的焦距相对于从第1透镜组的物侧面到第3透镜组的最靠像面侧的透镜的焦距并未充分优化。因此，没有充分实现缩短光学全长且高性能化。

本发明的课题在于，提供一种短光学全长且高性能的光学系统及摄像装置。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明的一方式所涉及的光学系统，从物侧起依次由：具有正的光焦度的第1透镜组、具有正的光焦度的第2透镜组、以及具有正的光焦度的第3透镜组组成，其中，所述第2透镜组能够沿光轴移动以使相邻透镜组间的间隔发生变化，第1透镜组从物侧起依次至少具有：第1透镜、第2透镜及第3透镜，所述第1透镜及所述第2透镜具有负的光焦度，并满足下式：

1.5＜f1/f＜7.0·····(1)

1.5＜f2/f＜5.0·····(2)

其中，

f：无限远对焦时从第1透镜组的物侧面到第3透镜组的最靠像面侧的透镜的焦距

f1：第1透镜组的焦距

f2：第2透镜组的焦距。

另外，为了解决上述课题，本发明的一方式所涉及的摄像装置具备：上述光学系统；以及摄像元件，该摄像元件设置于所述光学系统的像面侧，将由所述光学系统形成的光学像转换为电信号。

发明效果

根据本发明的一方式，能够提供短光学全长且高性能的光学系统及摄像装置。

附图说明

图1是示意性地表示实施例1的光学系统在无限远对焦时的光学结构的图。

图2是表示实施例1的光学系统在无限远对焦时的纵像差的图。

图3是示意性地表示实施例2的光学系统在无限远对焦时的光学结构的图。

图4是表示实施例2的光学系统在无限远对焦时的纵像差的图。

图5是示意性地表示实施例3的光学系统在无限远对焦时的光学结构的图。

图6是表示实施例3的光学系统在无限远对焦时的纵像差的图。

图7是示意性地表示实施例4的光学系统在无限远对焦时的光学结构的图。

图8是表示实施例4的光学系统在无限远对焦时的纵像差的图。

图9是示意性地表示实施例5的光学系统在无限远对焦时的光学结构的图。

图10是表示实施例5的光学系统在无限远对焦时的纵像差的图。

图11是示意性地表示本发明的一实施方式所涉及的摄像装置的结构的一例的图。

附图标记说明：

1 无反射镜单镜头相机(摄像装置)

2 主体

3 镜筒

21、CG 保护玻璃

22 CCD传感器(摄像元件)

30 光学系统

31、G1 第1透镜组

32、G2 第2透镜组

33、G3 第3透镜组

34、S 光阑

IMG 像面

OA 光轴

具体实施方式

〔实施方式1〕

以下将对本发明的一实施方式进行详细说明。本发明的实施方式涉及适用作胶片相机、摄像机、数字静态照相机等摄像光学系统的光学系统及具备该光学系统的摄像装置。以下将要说明的该光学系统及摄像装置，是本发明所涉及的光学系统及摄像装置的一方式，本发明所涉及的光学系统及摄像装置不限于以下方式。在本说明书中，以“由...组成”表现的结构，意为实质上只包括该结构。

1.光学系统

1-1.光学结构

本发明的一实施方式所涉及的光学系统从物侧起，依次由具有正的光焦度的第1透镜组、具有正的光焦度的第2透镜组、以及具有正的光焦度的第3透镜组组成。由于各透镜组具有正的光焦度，因此易于对光束进行集光。因此，在本实施方式中，能够设计大口径的光学系统。

在本说明书中，“透镜组”包括一个以上透镜，透镜组中包括的透镜之间的间隔不变化。

此外，在本说明书中，透镜组可以包括接合透镜。在透镜组包括接合透镜的情况下的透镜片数，计入接合着的各个透镜。作为接合透镜，例如可以举出，多个透镜一体化而得的且彼此间没有空气间隔的接合透镜。在这种情况下，仅计入构成接合透镜的多个透镜。作为接合透镜的其他例子，可以举出将多个透镜通过厚度非常薄且对光学没有实质影响的粘合剂的层粘合在一起，使多个透镜一体化而得的接合透镜。在这种情况下，粘合剂的层不计入透镜数量。

此外，透镜组可以包括1片透镜和树脂一体化而得的复合透镜。例如，1片透镜和树脂一体化而得的复合透镜，计为1片透镜。

(1)第1透镜组

第1透镜组，是构成本实施方式的光学系统的3个透镜组中的、位于最靠物侧的透镜组。第1透镜组，其透镜组整体具有正的光焦度。第1透镜组从物侧起依次至少具有第1透镜、第2透镜及第3透镜，第1透镜及第2透镜具有负的光焦度。像这样，第1透镜组中从最靠物侧的透镜到第2片透镜，为具有负的光焦度的透镜(负透镜)。本实施方式中，通过这样的结构，能够实现径向的小型化，另外，能够实现广角化。

进而，更优选的是，第1透镜及第2透镜是凸面朝向物侧的负的凹凸透镜。从校正畸变像差及彗差、实现径向的小型化且实现广角化的观点出发，该结构是优选的。

此外，优选第1透镜组内包括至少1个接合透镜。从良好地校正光学系统整体产生的轴向色差及倍率色差的观点出发，该结构是优选的。此外，从减少透镜间隔以更为缩短光学系统的光学全长的观点出发，该结构是优选的。

(2)第2透镜组

第2透镜组是位于构成本实施方式的光学系统的3个透镜组中央的透镜组。第2透镜组，其透镜组整体具有正的光焦度。第2透镜组能够沿光轴移动以使相邻透镜组间的间隔发生变化，在本实施方式的光学系统中，如后所述，第2透镜组为聚焦组。

优选地，第2透镜组由3片以下透镜构成。从使用于使第2透镜组移动的促动器等驱动装置小型化，以使本实施方式的光学系统包含镜筒整体在内的小型化的观点出发，该结构是优选的。

此外，优选在第2透镜组中，第2透镜组的最靠物侧的透镜具有朝向物侧的凹面。从良好地校正聚焦时发生的像面变动的观点出发，该结构是优选的。

(3)第3透镜组

第3透镜组是构成本实施方式的光学系统的3个透镜组中的、位于最靠像面侧的透镜组。第3透镜组，其透镜组整体具有正的光焦度。

优选地，第3透镜组由3片以下透镜构成。从减少透镜片数以缩短光学全长的观点出发，该结构是优选的。并且，优选的是，该3片以下的透镜包括至少1片负透镜，但不包括非球面透镜。从良好校正色差及像面性的观点出发，该结构是优选的。

(4)其他结构

本发明的实施方式的光学系统从物侧起依次仅由第1透镜组、第2透镜组及第3透镜组，共3个透镜组构成。第1透镜组和第2透镜组之间、第2透镜组和第3透镜组之间、及第3透镜组的更靠像面侧，不包含其他透镜组。本发明的实施方式的光学系统，在能获得本实施方式的效果的范围内，可以进一步包括上述透镜组以外的其他光学元件。

优选地，该光学系统具有光阑。其中，此处所述的光阑是指，规定该光学系统的光束直径的光阑，即，规定该光学系统的F值的光阑。将光阑配置在第1透镜组和第2透镜组之间是优选的。从缩小光阑的物侧及像面侧的透镜的有效直径的观点出发，该结构是优选的。此外，从将光阑的物侧的具有正的光焦度的透镜(正透镜)的物侧以及光阑的像面侧的正透镜的像面侧这两面的有效直径相对于光阑变得较小的观点出发，该结构是优选的。从抑制相邻透镜的像差校正的作用的观点来看，该结构是优选的。

1-2.对焦时的动作

在本发明的实施方式中，第2透镜组能够沿光轴移动以使相邻透镜组间的间隔发生变化。第2透镜组，作为所谓聚焦组发挥功能，并在从无限远向有限距离物体对焦时，沿光轴方向移动。在以第2透镜组为聚焦组的结构中，由于仅通过仅移动构成光学系统的透镜组中的一部分透镜组(仅一个透镜组)来进行聚焦，因此能够使光学系统包含镜筒整体在内小型化。

1-3.表示光学系统的条件的式

优选地，本实施方式所涉及的光学系统采用前述的结构，同时满足至少1个以上下述要说明的式：

1.5＜f1/f＜7.0·····(1)

其中，

f：无限远对焦时的光学系统的焦距

f1：第1透镜组的焦距。

式(1)规定了第1透镜组的焦距和无限远对焦时的光学系统的焦距。从实现光学系统的小型化和像差的良好校正的观点出发，满足式(1)是优选的。如果f1/f超过式(1)的上限，则第1透镜组的光焦度减弱，导致光学系统整体大型化，所以是不优选的。另一方面，如果f1/f小于式(1)的下限，则第1透镜组的光焦度变强，有利于小型化，但1组内产生的彗差等的产生量变大造成校正困难，所以是不优选的。从上述观点出发，f1/f更优选为大于1.80，进一步优选为大于1.95。此外，从上述观点出发，f1/f更优选为小于6.50，进一步优选为小于6.10。

优选地，本实施方式所涉及的光学系统满足以下条件：

1.5＜f2/f＜5.0·····(2)

其中，

f：无限远对焦时的光学系统的焦距

f2：第2透镜组的焦距。

式(2)规定了第2透镜组的焦距和无限远对焦时的光学系统的焦距。从实现光学系统的径向上的小型化和像差的良好校正的观点出发，满足式(2)是优选的。如果f2/f超过式(2)的上限，则第2透镜组的光焦度减弱，聚焦组的移动量变大，用于使聚焦组移动的促动器等大型化，所以是不优选的。另一方面，如果f2/f小于式(2)的下限，则第2透镜组的光焦度变强，有利于聚焦组的小型化，但聚焦时像差变动变大造成校正困难，所以是不优选的。从上述观点出发，f2/f更优选为大于1.80，进一步优选为大于1.95。此外，从上述观点出发，f2/f更优选为小于4.00，进一步优选为小于3.50。

优选地，本实施方式所涉及的光学系统满足以下条件：

0.54＜f1/f2＜3.74·····(3)

其中，

f1：第1透镜组的焦距

f2：第2透镜组的焦距。

式(3)规定了第1透镜组的焦距和第2透镜组的焦距。从实现光学系统的小型化和像差的良好校正的观点出发，满足式(3)是优选的。如果f1/f2在式(3)的上限以上，则第1透镜组的光焦度减弱，导致光学系统整体大型化。如果f1/f2在式(3)的下限以下，则第1透镜组的光焦度变强，有利于小型化，但第1透镜组内产生的彗差等的产生量变大造成校正困难。从良好地校正彗差等像差的观点出发，f1/f2更优选为大于0.62，进一步优选为大于0.70。此外，从使光学系统小型化的观点出发，f1/f2更优选为小于3.46，进一步优选为小于3.17。

优选地，本实施方式所涉及的光学系统满足以下条件：

0.78＜f3/f1＜7.33·····(4)

其中，

f1：第1透镜组的焦距

f3：第3透镜组的焦距。

式(4)规定了第3透镜组的焦距和第1透镜组的焦距。从实现光学系统的径向上的小型化和像差的良好校正的观点出发，满足式(4)是优选的。如果f3/f1在式(4)的下限以下，则第3透镜组的光焦度变强，第1透镜组的光焦度减弱。因此，轴外光线向第3透镜组的入射高变高，第3透镜组的直径变大。如果f3/f1在式(4)的上限以上，则第3透镜组的光焦度减弱，第1透镜组的光焦度变强。因此，虽然有利于第3透镜组的直径变小，但是第1透镜组内产生的彗差等的产生量变大造成校正困难。从上述观点出发，f3/f1更优选为大于0.89，进一步优选为大于1.00。此外，从上述观点出发，f3/f1更优选为小于6.77，进一步优选为小于6.20。

优选地，本实施方式所涉及的光学系统满足以下条件：

0.12＜β2＜0.58·····(5)

其中，

β2：第2透镜组在无限远对焦时的横倍率。

式(5)规定了第2透镜组的横倍率。从实现光学系统的小型化和像差的良好校正的观点出发，满足式(5)是优选的。如果β2在式(5)的上限以上，则第1透镜组和第2透镜组的合成焦距变长，光焦度减弱，因此导致光学系统整体大型化。如果β2在式(5)的下限以下，则第1透镜组和第2透镜组的合成光焦度变强，有利于小型化，但1组内产生的彗差的校正变得困难，或者，聚焦时像差变动变大造成校正变得困难。从上述观点出发，β2更优选为大于0.13，进一步优选为大于0.15。此外，从上述观点出发，β2更优选为小于0.53，进一步优选为小于0.49。

优选地，本实施方式所涉及的光学系统满足以下条件：

Nd3＜1.7·····(6)

其中，

Nd3：第3透镜的与d线对应的折射率。

式(6)规定了第3透镜的与d线对应的折射率。从使光学系统高性能化的观点出发，满足式(6)是优选的。如果Nd3在式(6)的上限以上，则第3透镜的光焦度变强，设计有利于校正场曲等像差的透镜形状变得困难，因此从高性能化的观点出发是不优选的。从上述观点出发，Nd3更优选为小于1.65，进一步优选为小于1.60。根据上述观点，Nd3无需特别规定下限值，但例如从充分显现上述观点的效果的观点出发，可以大于1.30。

优选地，本实施方式所涉及的光学系统满足以下条件：

60＜νd2max·····(7)

其中，

νd2max：第2透镜组的透镜的与d线对应的阿贝数中的最大值。

式(7)规定了第2透镜组的透镜的与d线对应的阿贝数。νd2max是构成第2透镜组的各透镜的与d线对应的阿贝数中的最高的值。从对像差进行良好校正的观点出发，满足式(7)是优选的。如果νd2max在式(7)的下限以下，则在第2透镜组内使用低色散的材料变得困难，因此对轴向色差及倍率色差等的校正变得困难。从上述观点出发，νd2max更优选为大于70，进一步优选为大于80。根据上述观点，νd2max无需特别规定上限值，但例如从充分显现上述观点的效果的观点出发，可以小于120。

优选地，本实施方式所涉及的光学系统满足以下条件：

νd123min＜45·····(8)

其中，

νd123min：第1透镜、第2透镜及第3透镜的与d线对应的阿贝数中的最小值。

式(8)规定了第1透镜、第2透镜及第3透镜中的对应d线的最低的阿贝数。从对像差进行良好校正的观点出发，满足式(8)是优选的。如果νd123min在式(8)的上限以上，则对倍率色差等的校正变得困难。从上述观点出发，νd123min更优选为小于40，进一步优选为小于36。根据上述观点，νd123min无需特别规定下限值，但例如从充分显现上述观点的效果的观点出发，大于10是优选的。

优选地，本实施方式所涉及的光学系统满足以下条件：

60＜νd321max·····(9)

其中，

νd321max：第(m-2)透镜、第(m-1)透镜及第m透镜的与d线对应的阿贝数中的最大值。

式(9)规定了第3透镜组包括的透镜中的、从最靠像面侧起依次的3片透镜的与d线对应的最高的阿贝数。νd321max是位于第3透镜组中的从最靠像面侧起的3片透镜各自的与d线对应的阿贝数中的最高的值。此外，m是光学系统的透镜的总数，优选为7以上的整数。从对像差进行良好校正的观点出发，满足式(9)是优选的。如果νd321max在式(9)的下限以下，则对倍率色差等的校正变得困难。从上述观点出发，νd321max更优选为大于65，进一步优选为大于70。根据上述观点，νd321max无需特别规定上限值，但例如从充分显现上述观点的效果的观点出发，小于120是优选的。

优选地，本实施方式所涉及的光学系统满足以下条件：

0.5＜(1-β2²)×β3²＜1.5·····(10)

其中，

β2：第2透镜组在无限远对焦时的横倍率

β3：第3透镜组在无限远对焦时的横倍率。

式(10)表示成像面的移动量与第2透镜组的光轴方向的移动量之比。从使光学系统小型化以及对像差进行良好校正的观点出发，满足式(10)是优选的。如果(1-β2²)×β3²在式(10)的下限以下，则由于第2透镜组的移动量的增加，光学全长变长。如果(1-β2²)×β3²在式(10)的上限以上，则有利于聚焦组(第2透镜组)的小型化，但聚焦时像差变动变大造成校正困难。从使光学全长变得更短的观点出发，(1-β2²)×β3²更优选为大于0.7，进一步优选为大于0.9。此外，从抑制聚焦时的像差变动的观点出发，(1-β2²)×β3²更优选为小于1.3，进一步优选为小于1.1。

2.摄像装置

接下来，说明本发明的一实施方式所涉及的摄像装置。该摄像装置具备：上述实施方式所涉及的光学系统；以及摄像元件，该摄像元件设置于该光学系统的像面侧，将由该光学系统形成的光学像转换为电信号。本实施方式中的光学系统，例如为单焦点透镜(单焦点镜头)。

在此，对摄像元件不限定，也能够使用CCD(Charge Coupled Device：电荷耦合器件)传感器及CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor：互补金属氧化物半导体)传感器等固体摄像元件、卤化银薄膜、红外线截止滤光片(IRCF)等。本实施方式所涉及的摄像装置适用于FA用相机、数字相机、以及摄像机等使用了上述固体摄像元件的摄像装置。另外，该摄像装置既可以是透镜固定于壳体的透镜固定式的摄像装置，也可以是单反相机、无反射镜单镜头相机等透镜更换式的摄像装置。

图11是示意性地表示本实施方式所涉及的摄像装置的结构的一例的图。如图11所示，无反射镜单镜头相机1具有主体2及针对主体2能够进行拆装的镜筒3。无反射镜单镜头相机1是摄像装置的一方式。

镜筒3具有光学系统30。光学系统30具备第1透镜组31、第2透镜组32及第3透镜组33。第1透镜组31、第2透镜组32及第3透镜组33均被构成为具有正的光焦度。此外，第1透镜组31从物侧起依次至少具有第1透镜、第2透镜及第3透镜。进而，光学系统30构成为例如满足前述的式(1)、(2)。此外，光阑34配置在第1透镜组31与第2透镜组32之间。

主体2具有作为摄像元件的保护玻璃21及CCD传感器22。CCD传感器22配置在主体2中的一位置上，在该位置上，在主体2上安装的镜筒3内的光学系统30的光轴OA成为CCD传感器22的中心轴。主体2可以具有红外线截止滤光片等无实质光焦度的光学元件，以代替保护玻璃21。

本发明的实施方式中的光学系统，通过适当调整光学系统的光焦度配置及对焦时的可动组，被构成为短全长大口径、小型且高性能的光学系统。并且，本发明的实施方式中的摄像装置，由于具备这样的光学系统，因此适用于要求光轴方向的长度短且具有高性能的摄像的摄像装置，例如车载相机、无人机搭载相机等数字输入输出设备。

本发明不限定于上述的各实施方式，能够在权利要求所示的范围内进行各种变更。将不同的实施方式中分别公开的技术手段适宜组合而得到的实施方式，也包含在本发明的技术范围内。

【实施例】

以下将对本发明的一实施例进行说明。此外，以下的各表中长度的单位全部为“mm”，视场角的单位全部为“°”。另外，“E-a”表示“×10^-a”。另外，在实施例1中，对图及表中的显示进行了说明，但实施例1中的图及表中的显示也适用于其他实施例中的图及表。

以下所示的从实施例1到实施例5的光学系统从物侧起依次由具有正的光焦度的第1透镜组G1、光阑S、具有正的光焦度的第2透镜组G2、以及具有正的光焦度的第3透镜组G3构成。此外，从无限远向有限距离物体对焦时，第1透镜组G1及第3透镜组G3分别相对于像面IMG始终被固定而不移动，第2透镜组G2沿光轴向物侧移动。

[实施例1]

图1是示意性地表示实施例1的光学系统在无限远对焦时的光学结构的图。图1所示的“CG”是保护玻璃，“IMG”是像面(成像面)。图中的箭头表示聚焦时第2透镜组G2移动的情况。箭头表示为了聚焦，第2透镜组G2在对应该箭头的光轴方向的范围内大致线性移动。

第1透镜组从物侧起，依次由具有朝向物侧的凸面的负的凹凸透镜、具有朝向物侧的凸面的负的凹凸透镜、双凹透镜、双凸透镜、将双凹透镜与双凸透镜接合而得的接合透镜、以及具有朝向物侧的凸面的正的凹凸透镜构成。

第2透镜组从物侧起，依次由具有朝向物侧的凹面的负的凹凸透镜、以及双凸透镜构成。

第3透镜组从物侧起，依次由双凹透镜、双凸透镜、以及双凸透镜构成。

接下来说明光学系统的光学特性。表1是实施例1的光学系统的面数据。

在实施例中，“面编号”表示从物侧开始计数光学系统的透镜面时的透镜面的序号，“R”表示透镜面的曲率半径，“D”表示透镜面在光轴上的间隔，“Nd”表示与d线(波长λ＝587.56nm)对应的透镜的折射率，“ABV”表示透镜的与d线对应的阿贝数。“D(n)”(n为整数)表示的含义是，透镜面在光轴上的间隔是在对焦时变化的可变间隔。此外，附在面编号之后的“STOP”表示其为光阑，“ASPH”表示透镜面为非球面。此外，曲率半径的栏中的“0.0000”表示平面。

[表1]

面编号	R	D	Nd	ABV
					1ASPH	26.0430	1.4000	1.59201	67.02
2ASPH	9.8952	5.3267
					3	22.5704	1.2000	1.48749	70.44
4	12.7286	9.0478
					5ASPH	-18.5000	1.1008	1.59270	35.45
6	130.2490	0.1500
					7	44.9859	4.0760	1.87070	40.73
8	-68.9830	0.2105
					9	-68.0398	0.8000	1.84278	24.68
10	22.7771	5.3948	1.86762	40.85
					11	-29.8917	0.1500
12	37.2419	1.8271	1.92276	20.90
					13	135.2267	10.2554
14Stop	0.0000	0.0000
					15	0.0000	D(15)
16ASPH	-17.1538	1.1000	1.76802	49.24
					17ASPH	-20.0000	0.4136
18	40.2480	5.3810	1.43700	95.10
					19	-15.7851	D(19)
20	-30.5014	0.8000	1.75520	27.53
					21	30.9331	1.4287
22	43.7865	4.4582	1.49700	81.61
					23	-49.6670	0.1500
24	56.5324	5.4496	1.71117	55.67
					25	-40.3279	13.1000
26	0.0000	2.0000	1.51680	64.20
					27	0.0000	1.0000

表2示出了实施例1的光学系统的参数表。在该参数表中，示出了各摄影距离对应的各自的光学特性的数值。该参数表中，“F”表示各摄影距离对应的光学系统的焦距，“Fno”表示F值，“W”表示半视场角。此外，“D(0)”意为摄影距离。另外，摄影距离指从物体到第1面的距离。

[表2]

F	13.1301	13.1331	13.1412
				Fno	1.8023	1.8197	1.8812
W	48.5322	48.4523	48.1981
				D(0)	∞	380.8913	113.4998
D(15)	7.8693	7.4458	6.5654
				D(19)	2.4107	2.8341	3.7146

表3是表示实施例1的光学系统中的各非球面的非球面系数的表。表中的“K、A4、A6、A8、A10、A12”，是将各非球面的非球面形状通过以下的式定义时的各系数。在以下的式中，“Z”表示光轴方向上距基准面的位移量，“r”表示近轴曲率半径，“h”表示在与光轴垂直的方向上距光轴的高度，“K”表示圆锥系数，“An”表示n次的非球面系数。

【数学式1】

[表3]

此外，图2是表示实施例1的光学系统在无限远对焦时的纵像差的图。在图2中朝向附图从左侧起依次分别示出了球差(mm)、像散(mm)及畸变像差(％)。

在表示球差的图中，纵轴是与开放F值的比例，横轴是离焦。在表示球差的图中，实线表示对应d线(波长λ＝587.56nm)的纵像差，虚线表示对应F线(波长λ＝486.13nm)的纵像差，点线表示对应C线(波长λ＝656.28nm)的纵像差。

在表示像散的图中，纵轴表示半视场角(°)，横轴表示离焦。在表示像散的图中，实线表示相对于d线(波长λ＝587.56nm)的矢状像面(S)，四点划线表示相对于d线的子午像面(T)。

在表示畸变像差的图中，纵轴表示半视场角(°)，横轴表示畸变(％)。

[实施例2]

图3示意性地表示实施例2的光学系统在无限远对焦时的光学结构，图4表示实施例2的光学系统在无限远对焦时的纵像差。此外，表4示出了实施例2的光学系统的面数据，表5示出了实施例2的光学系统的参数表，表6示出了实施例2的光学系统中的各非球面的非球面系数。

[表4]

[表5]

F	13.1309	13.1614	13.2276
				Fno	1.8017	1.8128	1.8390
W	48.5308	48.4333	48.1354
				D(0)	∞	382.1085	113.4998
D(15)	8.8183	8.3915	7.4867
				D(19)	2.4124	2.8390	3.7440

[表6]

面编号	K	A4	A6	A8	A10
						1	0.00000E+00	-2.63074E-05	9.71165E-08	-2.59247E-10	2.65454E-13
2	-5.78918E-01	-1.02442E-05	-3.81024E-07	3.85330E-09	-1.82641E-11
						5	-3.66780E-01	-1.00568E-05	-3.73377E-09	-1.08659E-09	9.56013E-12
16	7.60554E-01	-4.68705E-06	8.38846E-07	-2.69831E-09	-2.07884E-11
						17	5.50000E-01	4.34719E-05	9.06822E-07	-1.65054E-09	-1.19366E-11
面编号	A12
						1	0.00000E+00
2	0.00000E+00
						5	-5.32552E-14
16	0.00000E+00
						17	0.00000E+00

[实施例3]

图5示意性地表示实施例3的光学系统在无限远对焦时的光学结构，图6表示实施例3的光学系统在无限远对焦时的纵像差。此外，表7示出了实施例3的光学系统的面数据，表8示出了实施例3的光学系统的参数表，表9示出了实施例3的光学系统中的各非球面的非球面系数。

[表7]

面编号	R	D	Nd	ABV
					1ASPH	22.9749	1.4000	1.69350	53.20
2ASPH	9.9172	6.5857
					3	31.0739	1.2000	1.48749	70.44
4	16.6992	10.0647
					5ASPH	-19.2217	0.9943	1.59270	35.45
6	226.0923	0.1500
					7	47.3976	4.2405	1.87070	40.73
8	-34.8080	2.6428
					9	-28.0991	0.8000	1.83718	25.66
10	25.1482	4.7066	1.86014	41.17
					11	-28.3465	0.1500
12	33.8447	2.2028	1.92286	20.88
					13	217.1861	6.6952
14Stop	0.0000	0.0000
					15	0.0000	D(15)
16ASPH	-19.2437	1.1000	1.76802	49.24
					17ASPH	-25.7394	0.1500
18	49.9875	5.2352	1.43700	95.10
					19	-15.1080	D(19)
20	-23.3483	0.8000	1.75655	27.59
					21	38.0483	0.9943
22	45.5796	5.8828	1.49700	81.61
					23	-22.4177	0.1500
24	44.6153	3.8619	1.57683	67.21
					25	-149.4437	13.1000
26	0.0000	2.0000	1.51680	64.20
					27	0.0000	1.0000

[表8]

F	13.1290	13.0909	13.0150
				Fno	1.8022	1.8083	1.8469
W	48.5355	48.5173	48.4082
				D(0)	∞	380.2174	113.4996
D(15)	7.9822	7.5614	6.6977
				D(19)	2.4112	2.8319	3.6958

[表9]

面编号	K	A4	A6	A8	A10
						1	0.00000E+00	-4.79612E-05	1.67934E-07	-5.27689E-10	5.80644E-13
2	-7.16272E-01	-1.77836E-06	-1.36013E-07	3.43195E-09	-1.36534E-11
						5	-3.05266E-01	-1.13786E-05	1.07416E-08	-2.51781E-09	2.41116E-11
16	1.00000E+00	2.78886E-05	4.56250E-07	-7.05197E-09	1.83092E-11
						17	5.50000E-01	6.51795E-05	5.26657E-07	-6.57651E-09	2.56628E-11
面编号	A12
						1	0.00000E+00
2	0.00000E+00
						5	-1.40214E-13
16	0.00000E+00
						17	0.00000E+00

[实施例4]

图7示意性地表示实施例4的光学系统在无限远对焦时的光学结构，图8表示实施例4的光学系统在无限远对焦时的纵像差。此外，表10示出了实施例4的光学系统的面数据，表11示出了实施例4的光学系统的参数表，表12示出了实施例4的光学系统中的各非球面的非球面系数。

[表10]

[表11]

F	13.1293	13.1031	13.0508
				Fno	1.8022	1.8097	1.8640
W	48.5340	48.4860	48.3097
				D(0)	∞	380.6584	113.4996
D(15)	7.7212	7.2994	6.4280
				D(21)	2.4115	2.8331	3.7048

[表12]

面编号	K	A4	A6	A8	A10
						1	0.00000E+00	-4.77052E-05	1.58917E-07	-4.78476E-10	5.55169E-13
2	-7.68123E-01	9.36725E-06	-2.25269E-07	4.24080E-09	-1.73590E-11
						5	-2.84422E-01	-1.20803E-05	1.02844E-08	-2.71235E-09	2.54790E-11
16	1.00000E+00	1.97265E-05	2.21741E-07	-6.15642E-09	3.45123E-11
						17	5.50000E-01	4.72518E-05	2.47566E-07	-5.50574E-09	3.20273E-11
面编号	A12
						1	0.00000E+00
2	0.00000E+00
						5	-1.63714E-13
16	0.00000E+00
						17	0.00000E+00

[实施例5]

图9示意性地表示实施例5的光学系统在无限远对焦时的光学结构，图10表示实施例5的光学系统在无限远对焦时的纵像差。此外，表13示出了实施例5的光学系统的面数据，表14示出了实施例5的光学系统的参数表，表15示出了实施例5的光学系统中的各非球面的非球面系数。

[表13]

面编号	R	D	Nd	ABV
					1ASPH	24.3621	1.4000	1.61881	63.85
2ASPH	9.8111	4.9374
					3	20.7881	1.2000	1.58956	62.51
4	12.7309	9.1316
					5ASPH	-18.2738	1.1000	1.59270	35.45
6	107.9650	0.1500
					7	47.6804	3.5160	1.87070	40.73
8	-77.1129	0.1500
					9	-87.2396	0.8000	1.82874	24.39
10	22.6800	5.6150	1.87067	40.73
					11	-29.7317	0.1500
12	38.4598	1.8210	1.92285	20.90
					13	141.0519	10.7142
14Stop	0.0000	0.0000
					15	0.0000	D(15)
16ASPH	-17.4108	1.1000	1.76802	49.24
					17ASPH	-20.0000	0.3438
18	39.7191	5.3491	1.43700	95.10
					19	-16.1216	D(19)
20	-33.0558	0.8000	1.75520	27.53
					21	30.0340	1.4954
22	43.5601	4.3775	1.49700	81.61
					23	-52.5415	0.1500
24	48.3176	5.7833	1.65656	59.31
					25	-40.2833	13.1000
26	0.0000	2.0000	1.51680	64.20
					27	0.0000	1.0000

[表14]

F	13.1302	13.1368	13.1524
				Fno	1.8023	1.8204	1.8826
W	48.5321	48.4357	48.1458
				D(0)	∞	381.1838	113.4998
D(15)	7.9047	7.4808	6.5959
				D(19)	2.4111	2.8349	3.7199

[表15]

此外，表16和表17中示出了实施例1～5中前述各公式所算出的值及用于该式的数值。

[表16]

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
						f	13.13	13.13	13.13	13.13	13.13
f1	40.39	78.78	26.26	31.72	43.49
						f2	29.60	27.26	34.06	32.83	29.51
f3	87.06	86.34	144.76	134.34	87.59
						β2	0.31	0.16	0.45	0.38	0.29
β3	1.05	1.01	1.12	1.08	1.04

[表17]

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
						(1)f1/f	3.08	6.00	2.00	2.42	3.31
(2)f2/f	2.25	2.08	2.59	2.50	2.25
						(3)f1/f2	1.36	2.89	0.77	0.97	1.47
(4)f3/f1	2.16	1.10	5.51	4.24	2.01
						(5)β2	0.31	0.16	0.45	0.38	0.29
(6)Nd3	1.59	1.59	1.59	1.59	1.59
						(7)νd2max	95.1	95.1	95.1	95.1	95.1
(8)νd123min	35.4	35.4	35.4	35.4	35.4
						(9)νd321max	81.6	81.6	81.6	81.6	81.6
(10)(1-β2<sup>2</sup>)×β3<sup>2</sup>	1.00	1.00	1.00	1.00	1.00

Claims (15)

1.一种光学系统，从物侧起依次由：具有正的光焦度的第1透镜组、具有正的光焦度的第2透镜组、以及具有正的光焦度的第3透镜组组成，其中，所述第2透镜组能够沿光轴移动以使相邻透镜组间的间隔发生变化，

所述第1透镜组从物侧起依次至少具有：第1透镜、第2透镜及第3透镜，所述第1透镜及所述第2透镜具有负的光焦度，并满足以下的式：

1.5＜f1/f＜7.0·····(1)

1.5＜f2/f＜5.0·····(2)

其中，

f：无限远对焦时的该光学系统的焦距

f1：所述第1透镜组的焦距

f2：所述第2透镜组的焦距。

2.如权利要求1所述的光学系统，满足以下的式：

0.54＜f1/f2＜3.74·····(3)。

3.如权利要求1或2所述的光学系统，满足以下的式：

0.78＜f3/f1＜7.33·····(4)

其中，

f3：所述第3透镜组的焦距。

4.如权利要求1～3中任一项所述的光学系统，满足以下的式：

0.12＜β2＜0.58·····(5)

其中，

β2：所述第2透镜组在无限远对焦时的横倍率。

5.如权利要求1～4中任一项所述的光学系统，满足以下的式：

Nd3＜1.7·····(6)

其中，

Nd3：所述第3透镜的与d线对应的折射率。

6.如权利要求1～5中任一项所述的光学系统，满足以下的式：

60＜νd2max·····(7)

其中，

νd2max：所述第2透镜组的透镜的与d线对应的阿贝数中的最大值。

7.如权利要求1～6中任一项所述的光学系统，满足以下的式：

νd123min＜45·····(8)

其中，

νd123min：所述第1透镜、所述第2透镜及所述第3透镜的与d线对应的阿贝数中的最小值。

8.如权利要求1～7中任一项所述的光学系统，其中，在所述光学系统的透镜的总数为m时，所述第3透镜组至少具有第(m-2)透镜、第(m-1)透镜及第m透镜，满足以下的式：

60＜νd321max·····(9)

其中，

νd321max：所述第(m-2)透镜、所述第(m-1)透镜及所述第m透镜的与d线对应的阿贝数中的最大值。

9.如权利要求1～8中任一项所述的光学系统，满足以下的式：

0.5＜(1-β2²)×β3²＜1.5·····(10)

其中，

β3：所述第3透镜组在无限远对焦时的横倍率。

10.如权利要求1～9中任一项所述的光学系统，其中，所述第1透镜及第2透镜均是具有朝向物侧的凸面的负的凹凸透镜。

11.如权利要求1～10中任一项所述的光学系统，其中，所述第2透镜组由3片以下透镜构成。

12.如权利要求1～11中任一项所述的光学系统，其中，第1透镜组具有至少1片接合透镜。

13.如权利要求1～12中任一项所述的光学系统，其中，所述第2透镜组的最靠物侧的透镜具有朝向物侧的凹面。

14.如权利要求1～13中任一项所述的光学系统，其中，所述第3透镜组由3片以下透镜构成，包括至少1片负透镜，且不包括非球面透镜。

15.一种摄像装置，具备：

如权利要求1～14中任一项所述的光学系统；以及

摄像元件，设置于所述光学系统的像面侧，将由所述光学系统形成的光学像转换为电信号。

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