广角透镜及摄像装置制造方法
【专利摘要】摄像透镜(10)包括从物体侧向成像侧依次配置的、具备负的放大倍数的第1组透镜(11)、具备正的放大倍数的第2组透镜(12)、具备负的放大倍数的第3组透镜(13)、以及具备正的放大倍数的第4组透镜(14)。将全透镜系的焦距标注为f、将第2组透镜(12)的焦距标注为ff2时，由于满足1.0≤ff2/f≤2.0，所以能够较短地抑制透镜系的全长，也能够抑制像面弯曲。另外，第2组透镜(12)、第3组透镜(13)、第4组透镜(14)各自的物体侧透镜面及成像侧透镜面具备非球面形状，所以，摄像透镜(10)清晰地构成。
【专利说明】广角透镜及摄像装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及由四个至六个透镜构成的小型的、高分辨率的广角透镜搭载及该广角 透镜的摄像装置。
【背景技术】
[0002] 搭载于车载用的摄像机和监视摄像机等的广角透镜记录于专利文献1中。相同文 献中的广角透镜包括从物体侧向成像侧顺序配置的、具备负的放大倍数的第1透镜、具备 正的放大倍数的第2透镜、具备负的放大倍数的第3透镜及具备正的放大倍数的第4透镜。 相同文献中的广角透镜具备65°左右的对角视角。
[0003] 现有技术文献
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1 :日本特开2009-14947号公报
【发明内容】
[0006] 发明所要解决的课题
[0007] 对搭载于车载用的摄像机和监视摄像机等的摄像装置中的广角透镜要求小型化 的同时，也伴随着搭载于这些摄像装置的摄像单元的像素的增大，要求更高的分辨率。在 此，为了提高广角透镜的分辨率，有必要比以往更加抑制像面弯曲等的像差。
[0008] 鉴于这点，本发明的课题在于提供小型化且更高分辨率的广角透镜。另外，提供搭 载这种广角透镜的摄像装置。
[0009] 用于解决课题的方法
[0010] 为了解决上述课题，本发明的广角透镜由以下透镜包括从物体侧向成像侧依次配 置的、具备负的放大倍数的第1组透镜、具备正的放大倍数的第2组透镜、具备负的放大倍 数的第3组透镜、以及具备正的放大倍数的第4组透镜，
[0011] 上述第1组透镜由具备负的放大倍数的一个透镜或者各自具备负的放大倍数的 两个透镜构成，
[0012] 上述第2组透镜由具备正的放大倍数的一个透镜或者各自具备正的放大倍数的 两个透镜构成，
[0013] 上述第3组透镜由具备负的放大倍数的一个透镜构成，
[0014] 上述第4组透镜由具备正的放大倍数的一个透镜构成，
[0015] 构成上述第1组透镜的透镜在成像侧透镜面具备凹形状，
[0016] 在上述第2组透镜中，邻接配置于上述第3组透镜的透镜在成像侧透镜面具备凸 形状；
[0017] 上述第3组透镜在物体侧透镜面具备凹形状，
[0018] 构成上述第2组透镜、上述第3组透镜、上述第4组透镜的透镜中的至少一个透镜 的物体侧透镜面及成像侧透镜面中的至少一侧的透镜面为非球面形状；
[0019] 在将全透镜系的焦距标注为f、将上述第2组透镜的焦距标注为ff2时，满足以下 的条件式（1)，
[0020] 1.0^ ff2/f ^ 2. 0 (1)
[0021] 本发明的广角透镜，由于满足条件式（1)，能够较短地抑制透镜系全长的同时，也 能够抑制像面弯曲。另外，由于在构成第2组透镜、第3组透镜、第4组透镜的透镜中具备 非球面形状，所以容易增大数值孔径。在此，超过条件式（1)的上限值时，像面弯曲在正侧 增大，其修正困难。另外，超过条件式（1)的下限值时，像面弯曲在负侧增大，其修正困难。 另外，超过条件式（1)的上限值时，由于第2组透镜的正的放大倍数相对性地变弱，所以较 短地抑制透镜系全长变得困难。并且，所谓的广角透镜是对角视角为60°以上的摄像透镜。
[0022] 在本发明中，在将上述第3组透镜的焦距标注为ff3时，优选满足以下的条件式 ⑵。
[0023] -2. 0 ^ ff2/ff3 ^ -1. 0 (2)
[0024] 条件式（2)的上限值是用于抑制色像差的条件。超过条件式（2)的上限值时，相 对于具备凸形状的第2组透镜的正的放大倍数，具备凹形状的第3透镜的负的放大倍数很 弱，所以，色像差增大，其修正困难。因此，为了抑制色像差，将上限规定为-1.0以下。条件 式（2)的下限值抑制像面弯曲的同时，也是用于抑制透镜系全长的条件。超过条件式（2)的 下限值时，相对于具备凸形状的第2组透镜的正的放大倍数，具备凹形状的第3透镜的负的 放大倍数过强，所以，会引起像面弯曲的增大。因此，为了抑制像面弯曲将下限规定为-2.0 以上。另外，超过条件式（2)的下限值时，第2组透镜的正的放大倍数相对于第3组透镜负 的放大倍数变弱，所以，较短地抑制透镜系的全长变得困难。在此，关于条件式（2)，通过将 其范围规定为-1.9以上且-1.3以下，能够取得色像差与像面弯曲的平衡。
[0025] 在本发明中，将上述第4组透镜的焦距标注为ff4时，优选满足以下的条件式（3)。
[0026] 0. 5 ^ ff4/f ^ 2. 0 (3)
[0027] 条件式（3)是用于抑制像面弯曲的条件。即，超过条件式（3)的上限值时，像面弯 曲在正侧变大，其修正变得困难。超过条件式（3)的下限值时，像面弯曲在负侧变大，其修 正变得困难。因此，为了更有效地抑制像面弯曲，将其范围规定为〇. 5以上2. 0以下。在此， 关于条件式（3)，通过将其范围规定为0. 7以上1. 7以下，取得像面的平衡。
[0028] 在本发明中，为了良好地修正色像差，优选上述第2组透镜具备色散系数为40以 上的透镜，上述第3组透镜具备色散系数为35以下的透镜。
[0029] 在本发明中，能够采用对角视角为100°以上的结构。S卩，即使在像这样的视角大 的广角透镜中，也能够抑制像面弯曲。
[0030] 其次，本发明的摄像装置将具备上述广角透镜、在上述广角透镜的焦点位置配置 的摄像单元作为特征。
[0031] 根据本发明，由于广角透镜为高分辨率，作为摄像单元通过采用像素高的摄像单 元，能够将摄像装置变为高分辨率的装置。另外，由于将广角透镜的全长变短，因此能够将 摄像装置小型化。
[0032] 发明效果
[0033] 根据本发明的广角透镜，能够较短地抑制透镜系全长的同时，能够抑制像面弯曲 的发生。另外，容易增大数值孔径。
【专利附图】
【附图说明】
[0034] 图1是适用本发明的实施例1的摄像透镜的构成图。
[0035] 图2A是图1的摄像透镜的轴上色像差图。
[0036] 图2B是图1的摄像透镜的横像差图。
[0037] 图2C是图1的摄像透镜的像面弯曲图。
[0038] 图2D是图1的摄像透镜的歪曲像差图。
[0039] 图3是适用本发明的实施例2的摄像透镜的构成图。
[0040] 图4A是图3的摄像透镜的轴上色像差图。
[0041] 图4B是图3的摄像透镜的横像差图。
[0042] 图4C是图3的摄像透镜的像面弯曲图。
[0043] 图4D是图3的摄像透镜的歪曲像差图。
[0044] 图5是适用本发明的实施例3的摄像透镜的构成图。
[0045] 图6A是图5的摄像透镜的轴上色像差图。
[0046] 图6B是图5的摄像透镜的横像差图。
[0047] 图6C是图5的摄像透镜的像面弯曲图。
[0048] 图6D是图5的摄像透镜的歪曲像差图。
[0049] 图7是适用本发明的实施例4的摄像透镜的构成图。
[0050] 图8A是图7的摄像透镜的轴上色像差图。
[0051] 图8B是图7的摄像透镜的横像差图。
[0052] 图8C是图7的摄像透镜的像面弯曲图。
[0053] 图8D是图7的摄像透镜的歪曲像差图。
[0054] 图9是适用本发明的实施例5的摄像透镜的构成图。
[0055] 图10A是图9的摄像透镜的轴上色像差图。
[0056] 图10B是图9的摄像透镜的横像差图。
[0057] 图10C是图9的摄像透镜的像面弯曲图。
[0058] 图10D是图9的摄像透镜的歪曲像差图。
[0059] 图11是搭载摄像透镜的摄像装置的说明图。
【具体实施方式】
[0060] 以下，参照附图，说明适用本发明的摄像透镜。
[0061] (实施例1)
[0062] 图1是实施例1中的摄像透镜的构成图。如图1所示，摄像透镜10包括从物体侧 向成像侧依次配置的、具备负的放大倍数的第1组透镜11、具备正的放大倍数的第2组透镜 12、具备负的放大倍数的第3组透镜13、以及具备正的放大倍数的第4组透镜14。本例的摄 像透镜10由四个透镜构成，第1组透镜11由一个第1透镜111构成，第2组透镜12由一 个第2透镜121构成，第3组透镜13由一个第3透镜131构成，第4组透镜14由一个第4 透镜141构成。在第1组透镜11和第2组透镜12间，S卩，在第1透镜111和第2透镜121 间配置光圈17,在第4透镜141成像侧配置外罩玻璃18。成像面19位于与外罩玻璃18拉 开间隔的位置。
[0063] 第1透镜111的物体侧透镜面111a具备平面形状，成像侧透镜面111b具备凹形 状。第2透镜121的物体侧透镜面121a及成像侧透镜面121b各自具备凸形状。第3透镜 131的物体侧透镜面131a具备凹形状，成像侧透镜面131b具备凸形状。第4透镜141的物 体侧透镜面141a及成像侧透镜面141b各自具备凸形状。
[0064] 将摄像透镜10的数值孔径标注为Fno.、将半视角标注为ω、将透镜直径的全长标 注为L,这些值为以下数值。
[0065] Fno. = 2
[0066] ω = 57. 5。
[0067] L = 12. 303mm
[0068] 另外，将全透镜系的焦距标注标注为f，将第1组透镜11(第1透镜111)的焦距 标注为ffl、将第2组透镜12 (第2透镜121)的焦距标注为ff2、将第3组透镜13 (第3透 镜131)的焦距标注为fT3、将第4组透镜14(第4透镜141)的焦距标注为fT4,这些值为 以下的数值。
[0069] f = 1. 9748
[0070] ff 1 = -7. 394
[0071] ff2 = 2. 019
[0072] ff3 = -1. 089
[0073] ff4 = 1. 545
[0074] 在此，本例的摄像透镜10,满足以下条件式⑴?（3)。
[0075] 1.0^ ff2/f ^ 2. 0 (1)
[0076] -2. 0 ^ ff2/ff3 ^ -1. 0 (2)
[0077] 0. 5 ^ ff4/f ^ 2. 0 (3)
[0078] gp，ff2/f = 1. 02, ff2/fT3 = -1. 85, ff4/f = 0· 78。
[0079] 本例的摄像透镜10满足条件式（1)，所以，能够较短地控制透镜系的全长，抑制像 面的弯曲。即，当超过条件式（1)的上限值时，像面弯曲在正侧增大而导致其修正困难。当 超过条件式（1)的下限值时，像面弯曲在负侧增大而导致其修正困难。另外，当超过条件式 (1)的上限值时，第2组透镜12的正的放大倍数相对变弱，所以，较短的抑制透镜系的全长 变得困难。
[0080] 另外，摄像透镜10满足条件式（2)，所以，一面抑制色像差，一面能够较短地控制 透镜系的全长、抑制像面弯曲。即，当超过条件式（2)的上限值时，相对于具备凸形状的第 2组透镜12的正的放大倍数，具备凹形状的第3透镜131的负的放大倍数过于微弱，所以， 色像差增大，其修正困难。因此，为了抑制色像差，将上限规定为-1.0以下。条件式（2)的 下限值抑制像面弯曲的同时，是用于抑制透镜系全长的条件。当超过条件式（2)的下限值 时，相对于具备凸形状的第2组透镜12的正的放大倍数，具备凹形状的第3透镜131的负 的放大倍数过大，引起像面弯曲增大。因此，为了抑制像面弯曲将下限规定为2.0以上。另 夕卜，当超过条件式（2)的下限值时，第2组透镜12的正的放大倍数相对于第3组透镜13的 负的放大倍数变弱，所以，较短地控制透镜系的全长变得困难。在此，关于条件式（2)，通过 将其范围规定为-1.9以上且-1.3以下，能够取得色像差与像面弯曲间的平衡。
[0081] 而且，摄像透镜10满足条件式（3)，所以，能更有效地抑制像面弯曲。即，当超过条 件式（3)的上限值时，像面弯曲在正侧变大，其修正困难。当条件式（3)为下限值以上时， 像面弯曲在负侧变大，其修正困难。因此，为了更有效抑制像面弯曲，将其范围规定为0.5 以上且2. 0以下。在此，关于条件式（3)，通过将其范围规定为0. 7以上且1. 7以下，取得像 面的平衡。
[0082] 另外，在本例中，将第2组透镜12(第2透镜121)的色散系数标注为vd2、将第3 组透镜13(第3透镜131)的色散系数标注为vd3时，满足以下条件式（4)和条件式（5)。
[0083] v d2 彡 40 (4)
[0084] v d3 彡 35 (5)
[0085] 在本例中，v d2 = 52、v d3 = 23. 4。该结果，在摄像透镜10中，以由低分散材料 构成的第2透镜121和由高分散材料构成的第3透镜131相邻的方式配置，所以，能够将色 像差良好地修正。
[0086] 其次，表1A表示摄像透镜10的各透镜面的透镜数据。在表1A中，以从物体侧列 举的顺序特别规定各透镜面。标注星号的透镜面为非球面。在本例中，第2透镜121 (第2 组透镜12)、第3透镜131 (第3组透镜13)、第4透镜141 (第4组透镜14)的各自的物体 侧透镜面121a、131a、141a以及成像侧透镜面121b、131b、141b具备非球面形状。S为光圈 17。并且，9面及10面为外罩玻璃18的玻璃面。曲率半径以及间距的单位是毫米。
[0087] [表 1A]
[0088]
【权利要求】
1. 一种广角透镜，其特征在于， 包括从物体侧向成像侧依次配置的、具备负的放大倍数的第1组透镜、具备正的放大 倍数的第2组透镜、具备负的放大倍数的第3组透镜、以及具备正的放大倍数的第4组透 镜， 上述第1组透镜由具备负的放大倍数的一个透镜或分别具备负的放大倍数的两个透 镜构成， 上述第2组透镜由具备正的放大倍数的一个透镜或分别具备正的放大倍数的两个透 镜构成， 上述第3组透镜由具备负的放大倍数的一个透镜构成， 上述第4组透镜由具备正的放大倍数的一个透镜构成， 构成上述第1组透镜的透镜在成像侧透镜面上具备凹形状， 在上述第2组透镜中，邻接配置于上述第3组透镜的透镜在成像侧透镜面上具备凸形 状， 上述第3组透镜在物体侧透镜面上具备凹形状， 构成上述第2组透镜、上述第3组透镜、上述第4组透镜的透镜中的至少一个透镜的物 体侧透镜面及成像侧透镜面中的至少一个透镜面为非球面形状， 在将全透镜系的焦距标注为f、将上述第2组透镜的焦距标注为fT2时，满足以下的条 件式（1)， 1.0^ ff2/f ^ 2. 0 (1)
2. 根据权利要求1所述的广角透镜，其特征在于， 在将上述第3组透镜的焦距标注为fT3时，满足以下的条件式（2)， -2. 0 ^ ff2/ff3 ^ -1. 0 (2)
3. 根据权利要求1或2所述的广角透镜，其特征在于， 在将上述第4组透镜的焦距标注为fT4时，满足以下的条件式（3)， 0. 5 ^ ff4/f ^ 2. 0 (3)
4. 根据权利要求1?3中任一项所述的广角透镜，其特征在于， 上述第2组透镜具备色散系数为40以上的透镜， 上述第3组透镜具备色散系数为35以下的透镜。
5. 根据权利要求1?4中任一项所述的广角透镜，其特征在于， 对角视角为100°以上。
6. -种摄像装置，其特征在于， 具备权利要求1?5中任一项所述的广角透镜、配置于上述广角透镜的焦点位置的摄 像单元。
【文档编号】G02B13/04GK104126142SQ201380010631
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2013年2月22日 优先权日:2012年2月24日
【发明者】杉山隆, 山崎真辉 申请人:日立麦克赛尔株式会社