專利名稱：廣角攝像透鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用于具有CCD或CMOS等攝像元件的監(jiān)視用攝像機或便攜電話機用攝像頭等的廣角攝像透鏡，尤其涉及拍攝汽車的前方或側(cè)方、后方等的影像的車輛用攝像機。
背景技術(shù)：
用于車載攝像機的攝像透鏡，為了在整個大范圍內(nèi)確保良好的視界，需要廣角的且整個有效畫面的成像像差特性良好的透鏡，而且，由于在車輛中攝像機的安裝空間受限制而需要小型且輕量的透鏡。
作為以往的這種廣角攝像透鏡，眾所周知有例如下述專利文獻1，2中所記載的。
專利文獻1日本專利公開2003-307674號公報；專利文獻2日本專利公開2003-232998號公報。
最近，尤其對安裝于車載攝像機的廣角攝像透鏡，要求能夠保持良好的光學(xué)性能的同時，更加的小型化、輕量化。
但是，上述專利文獻1、2中所記載的廣角攝像透鏡還不能滿足上述要求。該廣角攝像透鏡雖然可以確保亮度，但是因為以玻璃球面透鏡為主、透鏡數(shù)量多達5～6個，所以在大小及重量方面難以滿足上述要求。
而且，還有利用非球面透鏡而減少構(gòu)成透鏡的數(shù)量以謀求小型化、輕量化的廣角攝像透鏡，但是現(xiàn)有的利用非球面透鏡的廣角攝像透鏡中，在光學(xué)性能方面上不太滿意，尤其因為倍率色像差的補正不足而有可能在圖像中發(fā)生顏色散開(參照上述專利文獻2)。
在2005年8月25日公開的日本專利公開2005-227426號公報中公開了一種包括四個透鏡元件的魚眼廣角透鏡。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述問題，其目的在于，提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)更加小型化、輕量化的同時，可以得到良好的光學(xué)性能，尤其可以良好地補正倍率色像差的廣角攝像透鏡。
為了達到上述目的，本發(fā)明的廣角攝像透鏡，利用非球面透鏡以4個透鏡構(gòu)成，同時，將構(gòu)成第1、第2及第4透鏡的材料的阿貝數(shù)設(shè)定得大，將構(gòu)成第3透鏡的材料的阿貝數(shù)設(shè)定得小，并且，將孔徑光闌配置于第3透鏡和第4透鏡之間。
即，與本發(fā)明有關(guān)的廣角攝像透鏡，其特征在于從物體側(cè)依次配置4個透鏡而構(gòu)成，其分別為第1透鏡，使凸面朝向物體側(cè)，且具有的負折射性的彎月形透鏡；第2透鏡，使凹面朝向像側(cè)，且兩面中至少一面為非球面，具有負折射性；第3透鏡，使凸面朝向物體側(cè)，且兩面中至少一面為非球面，具有正折射性；以及第4透鏡，使凸面朝向像側(cè)，且兩面中至少一面為非球面，具有正折射性，而且，構(gòu)成上述第1透鏡的材料的對于d線的阿貝數(shù)設(shè)定為40以上、構(gòu)成上述第2透鏡的材料的對于d線的阿貝數(shù)設(shè)定為50以上、構(gòu)成上述第3透鏡的材料的對于d線的阿貝數(shù)設(shè)定為40以下、構(gòu)成上述第4透鏡的材料的對于d線的阿貝數(shù)設(shè)定為50以上，上述第3透鏡與上述第4透鏡之間配置有孔徑光闌。
在本發(fā)明中，優(yōu)選構(gòu)成第2透鏡的材料的對于d線的阿貝數(shù)與構(gòu)成第3透鏡的材料的對于d線的阿貝數(shù)之差設(shè)定為20以上，第2透鏡、第3透鏡及第4透鏡的各兩面優(yōu)選均為非球面。并且，在第1透鏡的像側(cè)之面上，形成在光軸附近的厚度優(yōu)選為150nm以上、225nm以下的防反射膜。
而且，將通過該廣角攝像透鏡的有效直徑之最外緣的軸外的最外光線與上述物體側(cè)之面的交點在光軸方向座標(biāo)與第3透鏡的物體側(cè)之面的頂點在光軸方向座標(biāo)(在全系統(tǒng)的光軸上設(shè)定座標(biāo)軸時的在上述座標(biāo)軸的座標(biāo))之差設(shè)為Z5，將上述像側(cè)之面與上述最外光線的交點在光軸方向座標(biāo)與第3透鏡的像側(cè)之面的頂點在光軸方向座標(biāo)之差設(shè)為Z6時，優(yōu)選滿足以下條件式(1)；|Z5/Z6|＞3…(1)并且，將從第1透鏡的物體側(cè)之面至成像面的距離設(shè)為L，將從第4透鏡的像側(cè)之面至成像面的距離設(shè)為d8時，優(yōu)選滿足以下條件式(2)0.25＞d8/L＞0.13…(2)但是，在光程中有其他光學(xué)構(gòu)件介入時，優(yōu)選d8和L設(shè)定為以將該其他光學(xué)構(gòu)件的光軸方向的厚度進行空氣換算而求得的距離。
而且，第2透鏡、第3透鏡及第4透鏡優(yōu)選由吸水率0.3％以下的材料，尤其由塑料材料形成。
作為滿足上述各種條件的光學(xué)材料，合適的材料如下作為第2透鏡及第4透鏡的材料例如有聚烯烴系樹脂，作為第3透鏡的材料例如有聚碳酸酯系樹脂。
而且，優(yōu)選地，該廣角攝像透鏡滿足條件式(4)0.10＜f/D＜0.22…(4)其中f代表所述廣角攝像透鏡整個系統(tǒng)的焦距，并且D代表從所述第1透鏡在物體側(cè)之面到所述第4透鏡在像側(cè)之面的距離。
而且，優(yōu)選地，該廣角攝像透鏡滿足條件式(5)和(6)-0.9＜f/f2＜-0.4…(5)0.3＜f/f3＜0.8…(6)其中f2代表所述第2透鏡的焦距，并且f3代表所述第3透鏡的焦距。
本說明書中的“光學(xué)厚度”意味著n和t的乘積，其中n代表在膜材料d線處的折射率，并且t代表膜的物理厚度。
根據(jù)與本發(fā)明有關(guān)的廣角攝像透鏡，由于由4個的透鏡構(gòu)成，所以可以實現(xiàn)更加小型化、輕量化。并且，如上所述，構(gòu)成各透鏡的面形狀的同時，將構(gòu)成第1、第2及第4透鏡的各材料的阿貝數(shù)設(shè)定為較大，將構(gòu)成第3透鏡的材料的阿貝數(shù)設(shè)定為較小，而且，將孔徑光闌配置于第3透鏡和第4透鏡之間，從而可以維持良好的光學(xué)性能，尤其可以良好地補正倍率色像差。
圖1是表示本發(fā)明的一個實施方式的廣角攝像透鏡構(gòu)成的圖；圖2是表示實施例1的廣角攝像透鏡構(gòu)成的圖；圖3是表示實施例1的廣角攝像透鏡的諸像差(球面像差、像散、畸變像差、倍率色像差、彗形像差)的像差圖；圖4是表示實施例2的廣角攝像透鏡構(gòu)成的圖；圖5是表示實施例2的廣角攝像透鏡的諸像差(球面像差、像散、畸變像差、倍率色像差、彗形像差)的像差圖；圖6是表示實施例3的廣角攝像透鏡構(gòu)成的圖；圖7是表示實施例3的廣角攝像透鏡的諸像差(球面像差、像散、畸變像差、倍率色像差、彗形像差)的像差圖；圖8是表示實施例4的廣角攝像透鏡構(gòu)成的圖；圖9是表示實施例4的廣角攝像透鏡的諸像差(球面像差、像散、畸變像差、倍率色像差、彗形像差)的像差圖；圖10是表示實施例5的廣角攝像透鏡構(gòu)成的圖；圖11是表示實施例5的廣角攝像透鏡的諸像差(球面像差、像散、畸變像差、倍率色像差、彗形像差)的像差圖；圖12是表示實施例6的廣角攝像透鏡構(gòu)成的圖；圖13是表示實施例6的廣角攝像透鏡的諸像差(球面像差、像散、畸變像差、倍率色像差、彗形像差)的像差圖；圖14是表示實施例7的廣角攝像透鏡構(gòu)成的圖；圖15是表示實施例7的廣角攝像透鏡的諸像差(球面像差、像散、畸變像差、倍率色像差、彗形像差)的像差圖；圖16是表示實施例8的廣角攝像透鏡構(gòu)成的圖；圖17是表示實施例8的廣角攝像透鏡的諸像差(球面像差、像散、畸變像差、倍率色像差、彗形像差)的像差圖；圖18是表示實施例9的廣角攝像透鏡構(gòu)成的圖；圖19是表示實施例9的廣角攝像透鏡的諸像差(球面像差、像散、畸變像差、倍率色像差、彗形像差)的像差圖；圖20是表示實施例10的廣角攝像透鏡構(gòu)成的圖；圖21是表示實施例10的廣角攝像透鏡的諸像差(球面像差、像散、畸變像差、倍率色像差、彗形像差)的像差圖；圖22是表示實施例11的廣角攝像透鏡構(gòu)成的圖；圖23是表示實施例11的廣角攝像透鏡的諸像差(球面像差、像散、畸變像差、倍率色像差、彗形像差)的像差圖；圖24是表示實施例12的廣角攝像透鏡構(gòu)成的圖；圖25是表示實施例12的廣角攝像透鏡的諸像差(球面像差、像散、畸變像差、倍率色像差、彗形像差)的像差圖。
圖中符號說明L1～L4-透鏡，Z-光軸，1-最外光束，2-遮光構(gòu)件，3-其它光學(xué)構(gòu)件，4-成像面，5-孔徑光闌。
具體實施例方式
以下，參照附圖，詳細說明本發(fā)明的具體實施方式
。
圖1是表示本發(fā)明的第一個實施方式的廣角攝像透鏡構(gòu)成的圖。圖示的本實施方式的廣角攝像透鏡，是適用于拍攝汽車的前方或側(cè)方、后方等的影像的車載攝像機，從物體側(cè)依次配置4個透鏡第1透鏡L1，使其凸面朝向物體側(cè)，且具有負折射性的彎月形透鏡；第2透鏡L2，使其凹面朝向像側(cè)，且兩面中至少一面為非球面，具有負折射性；第3透鏡L3，使其凸面朝向物體側(cè)，且兩面中至少一面為非球面，具有正折射性；以及第4透鏡L4，具有正折射性，使其凸面朝向像側(cè)，且兩面中至少一面為非球面。
而且，構(gòu)成第1透鏡L1的材料的阿貝數(shù)(相對于d線的，以下均相同)設(shè)定為40以上、構(gòu)成第2透鏡L2的材料的阿貝數(shù)設(shè)定為50以上、構(gòu)成第3透鏡L3的材料的阿貝數(shù)設(shè)定為40以下、構(gòu)成第4透鏡L4的材料的阿貝數(shù)設(shè)定為50以上，第3透鏡L3和第4透鏡L4之間配置有孔徑光闌5。
在本實施方式的廣角攝像透鏡中，優(yōu)選地，構(gòu)成第2透鏡L2的材料的阿貝數(shù)與構(gòu)成第3透鏡L3的材料的阿貝數(shù)之差設(shè)定為20以上，而且，第2透鏡L2、第3透鏡L3及第4透鏡L4的各兩面均成為非球面為宜。
并且，優(yōu)選在光軸Z附近的光學(xué)厚度為150nm以上、225nm以下的防反射膜形成在第1透鏡L1的像側(cè)之面為宜。
而且，在本實施方式的廣角攝像透鏡中，優(yōu)選構(gòu)成為滿足發(fā)明內(nèi)容中所記載的條件式(1)、(2)(以下再記載)為宜|Z5/Z6|＞3…(1)
0.25＞d8/L＞0.13…(2)并且，如圖1所示，Z5表示通過該廣角攝像透鏡的有效直徑之最外緣(將第3透鏡L3的物體側(cè)之面的有效直徑的1/2以Y5表示，將像側(cè)之面的有效直徑的1/2以Y6表示)的軸外的最外光線1與上述第3透鏡的物體側(cè)之面的交點在光軸方向座標(biāo)與將第3透鏡L3的物體側(cè)之面的頂點在光軸方向座標(biāo)(將座標(biāo)軸設(shè)定于光軸Z上時，在上述座標(biāo)軸中的座標(biāo))之差。相同地，Z6表示上述第3透鏡的像側(cè)之面與上述最外光線1的交點的光軸方向座標(biāo)與第3透鏡L3的像側(cè)之面的頂點在光軸方向座標(biāo)之差。而且，在本實施方式的廣角攝像透鏡中，優(yōu)選地，構(gòu)成為滿足條件式(4)、(5)和(6)中至少一個。
0.10＜f/D＜0.22 …(4)-0.9＜f/f2＜-0.4…(5)0.3＜f/f3＜0.8 …(6)在上述條件式中，f表示廣角攝像透鏡整個系統(tǒng)的焦距，D表示從第一透鏡的物體側(cè)之面到第四透鏡的像側(cè)之面的距離，f2表示第二透鏡的焦距，f3表示第三透鏡的焦距。
而且，如圖2所示，L表示從第1透鏡L1的物體側(cè)之面至成像面4(與攝像元件的受光面大致一致)的在光軸Z上的距離，d8表示從第4透鏡L4的像側(cè)之面至成像面4的在光軸Z上的距離。但是，在光程中有攝像元件的其他光學(xué)構(gòu)件3(蓋玻片(包括各種濾光器))等介入時，d8和L以將上述其他光學(xué)構(gòu)件3的光軸Z方向的光學(xué)厚度進行空氣換算而求得的距離設(shè)定。
并且，第2透鏡L2及第4透鏡L4優(yōu)選由吸水率0.3％以下的材料(例如，吸水率0.01％以下的聚烯烴系的塑料材料)形成，第3透鏡L3優(yōu)選由吸水率0.3％以下的材料(例如，吸水率0.2％以下的聚碳酸酯系的塑料材料)形成為宜。
而且，遮光構(gòu)件2設(shè)置于第1透鏡L1的像側(cè)之面的有效直徑區(qū)域之外(參照圖1)。上述遮光構(gòu)件2例如由不透明的板材或不透明的涂料等構(gòu)成。
以下，說明如此構(gòu)成透鏡的意義。
首先，說明構(gòu)成各透鏡的材料的阿貝數(shù)與孔徑光闌5的配置位置之間的關(guān)系，由于作為負透鏡的第1透鏡L1及第2透鏡L2比孔徑光闌5更接近于物體側(cè)，所以構(gòu)成這些負透鏡的各材料的阿貝數(shù)越大，在第1透鏡L1及第2透鏡L2中發(fā)生的倍率色像差越小。但是，無論將構(gòu)成第1透鏡L1及第2透鏡L2的各材料的阿貝數(shù)設(shè)定為多大，在第1透鏡L1及第2透鏡L2中發(fā)生的倍率色像差也絕對不會成為0。因此，雖然由作為正透鏡的第3透鏡L3補正其倍率色像差，但由于第3透鏡L3位于孔徑光闌5的物體側(cè)，所以構(gòu)成第3透鏡L3的材料的阿貝數(shù)越小，補正就越有效。而且，若構(gòu)成第3透鏡L3的材料的阿貝數(shù)過小，則成為過補正，所以構(gòu)成第2透鏡L2的材料的阿貝數(shù)與構(gòu)成第3透鏡L3的材料的阿貝數(shù)之差設(shè)定為40以下為宜。
另一方面，構(gòu)成作為負透鏡的第1透鏡L1及第2透鏡L2的各材料的阿貝數(shù)越大，且構(gòu)成作為正透鏡的第3透鏡L3的材料的阿貝數(shù)越小，軸向色像差越大。但是，在與本發(fā)明有關(guān)的廣角攝像透鏡的焦距較小的透鏡中，由于軸向色像差對畫質(zhì)的影響較小，而補正成為像的色差的原因的倍率色像差更為重要，所以將構(gòu)成各透鏡的各材料的阿貝數(shù)設(shè)定為如同上述。而且，將構(gòu)成第2透鏡L2的材料的阿貝數(shù)與構(gòu)成第3透鏡L3的材料的阿貝數(shù)之差設(shè)定為20以上時，倍率色像差的補正效果將更加明顯。
并且，將孔徑光闌5設(shè)置于第2透鏡L2和第3透鏡L3之間時，無論將構(gòu)成第3透鏡L3的材料的阿貝數(shù)如何設(shè)定，倍率色像差也從與在第1透鏡L1及第2透鏡L2中發(fā)生的方向相同的方向發(fā)生，所以不能補正在第1透鏡L1及第2透鏡L2發(fā)生的倍率色像差，從而倍率色像差將變?yōu)楦蟆?br>
另一方面，將孔徑光闌5設(shè)置于第4透鏡L4的像側(cè)時，由于通過各透鏡之面的光束與光軸Z的距離變大，所以難以補正諸像差，同時，由于透鏡系統(tǒng)成為大型化，從而對小型輕量化及低成本化產(chǎn)生不良影響。而且，將孔徑光闌5設(shè)置于第1透鏡L1的物體側(cè)或第1透鏡L1和第2透鏡L2之間時，也相同地難以進行諸像差之補正。
鑒于上述問題，將孔徑光闌5設(shè)置于第3透鏡L3和第4透鏡L4之間，由此可以實現(xiàn)倍率色像差之良好的補正和透鏡系統(tǒng)的小型化、輕量化及低成本化。
而且，將第2透鏡L2、第3透鏡L3及第4透鏡L4的各兩面均以非球面設(shè)定時，可以將透鏡系統(tǒng)的全長設(shè)定為更短，同時，還可以得到良好的清晰度。
并且，將第2透鏡L2、第3透鏡L3及第4透鏡L4由塑料透鏡構(gòu)成時，能夠以高精度實現(xiàn)非球面形狀的同時，還可以謀求輕量化及低成本化。
而且，將第2透鏡L2、第3透鏡L3及第4透鏡L4由吸水性極小的材料形成時，可以最大限度地抑制由于吸水而產(chǎn)生的性能劣化。
并且，在與本發(fā)明有關(guān)的廣角攝像透鏡中，因為第1透鏡L1的像側(cè)之面的曲率半徑較小，所以有周邊部的防反射膜的光學(xué)厚度比中央部變小的傾向。這時，通過在第1透鏡L1的像側(cè)之面，在接近于光軸Z的部分形成光學(xué)厚度為150nm以上、225nm以下的防反射膜，從而可以在整個有效直徑區(qū)域內(nèi)平均降低反射率，由此可以降低重影光。
而且，若光軸附近的防反射膜的光學(xué)厚度比150nm小，則在周邊部的光學(xué)厚度變?yōu)檫^小而長波長側(cè)的反射率變高，因此容易發(fā)生微紅的重影。相反，若光軸附近的防反射膜的光學(xué)厚度比225nm大，則在中央部的光學(xué)厚度變?yōu)檫^大而短波長側(cè)的反射率變高，因此像的著色變?yōu)檫^紅，同時，容易發(fā)生微青的重影。
并且，滿足上述條件式(1)時，由于第3透鏡L3的兩面在與光軸Z直交的方向相對偏移時的清晰性能的惡化變小，所以第3透鏡L3無須有高的零件精度。
而且，在上述條件式(2)中，d8/L低于上限時，可以良好地補正諸像差，因此可以實現(xiàn)所需的光學(xué)性能。
另一方面，d8/L大于下限時，可以良好地補正諸像差，并且可以容易地配置透鏡系統(tǒng)，并可以進行小型化。
并且，當(dāng)滿足條件式(4)、(5)和(6)中任何一個時，可以減小制造成本，實現(xiàn)進一步的小型化和輕量化，并且確保透鏡之間的適當(dāng)距離。滿足條件式(4)的廣角攝像透鏡優(yōu)選地滿足條件式(4’)以便實現(xiàn)上述效果。
0.13＜f/D＜0.20…(4’)當(dāng)f/D低于條件式(4)中的上限時，可以適當(dāng)?shù)嘏渲镁哂泻线m形狀的透鏡，而透鏡之間不會彼此靠得太近，并且可以遮蔽雜散光。當(dāng)f/D大于條件式(4)中的下限時，可以防止視角增加。也就是說，可以防止第一透鏡L1的徑向尺寸過度增加，由此減小制造成本。
當(dāng)f/f2低于條件式(5)中的上限時，廣角攝像透鏡具有的負能力足以獲得所希望的視角，并且第一透鏡具有易于制造的負能力以及在第二透鏡L2一側(cè)的曲率半徑。并且，第三透鏡L3具有可以減小倍率色像差的正能力。當(dāng)f/f2大于條件式(5)中的下限時，可以良好地補正倍率色像差，并第二透鏡易于制造。并且，因為第二透鏡L2和第三透鏡L3的位置誤差不會影響廣角攝像透鏡的像差，所以不必高精度地設(shè)置第二透鏡L2和第三透鏡L3的位置。
當(dāng)f/f3低于條件式(6)中的上限時，可以良好地補正倍率色像差，并且第二透鏡具有基于制造的負能力。并且，因為第二透鏡L2和第三透鏡L3的位置誤差不會影響廣角攝像透鏡的像差，所以不必高精度地設(shè)置第二透鏡L2和第三透鏡L3的位置。當(dāng)f/f3大于條件式(6)中的下限時，可以良好地補正倍率色像差。
并且，通過第1透鏡L1和第2透鏡L2之間的有效直徑外的光束，雖然成為雜散光達到成像面而成為重影的原因，可是通過將遮光構(gòu)件2設(shè)置于第1透鏡L1在第2透鏡L2側(cè)的有效直徑區(qū)域外，可以隔斷這種雜散光。
并且，優(yōu)選地，第二透鏡L2在物體側(cè)具有凸面。在這種構(gòu)成中，容易減小像中心部分的畸變像差，并且可以獲得中心部分畸變像差較小的良好圖像。如下實施例1、2、3、5、10、11和12中的透鏡具有這種構(gòu)成。特別是，實施例1、2、3、10、11和12中的每個透鏡具有顯著的凸面形狀，并且滿足r3/f＜10(f整個系統(tǒng)的焦距，r3光軸附近的曲率半徑)，具有優(yōu)于上述的效果。
以下，利用具體的實施例，更詳細地說明本發(fā)明的廣角攝像透鏡。
(實施例1)實施例1的廣角攝像透鏡的構(gòu)成如圖2所示。
即，如圖所示，實施例1的廣角攝像透鏡通過從物體側(cè)依次配置4個透鏡而構(gòu)成使凸面朝向物體側(cè)的負彎月形透鏡的第1透鏡L1；使凹面朝向像側(cè)，且兩面均為非球面的負彎月形透鏡的第2透鏡L2；使凸面朝向物體側(cè)，且兩面均為非球面的正的第3透鏡L3；使凸面朝向像側(cè)，且兩面均為非球面的正的第4透鏡L4。而且，在第3透鏡L3和第4透鏡L4之間配置有孔徑光闌5，而且，在第4透鏡L4和成像面4之間配置有其他光學(xué)構(gòu)件3。
以下，對實施例1表示具體數(shù)據(jù)。
在表1的上格中表示實施例1的各透鏡面的曲率半徑R(非球面時為在光軸Z附近位置上的曲率半徑，單位mm)、各透鏡的軸向面間隔(各透鏡的中心光學(xué)厚度及各透鏡間的空氣間隔)D(mm)、在各透鏡的e線上的折射率Ne及在d線上的阿貝數(shù)νd(在表2～表12中也相同)。而且，還表示構(gòu)成各透鏡的材料名(第1透鏡L1的S-LAH66為株式會社OHARA制的玻璃材料的產(chǎn)品名，第2透鏡L2及第4透鏡L4的ZEONEX為日本ZEON株式會社制光學(xué)塑料材料的注冊商標(biāo)，第3透鏡L3的PC為聚碳酸酯)。并且，在表1的中格左側(cè)中表示其他光學(xué)構(gòu)件3的光學(xué)厚度dG(單位mm)及在e線上的折射率NG、全系統(tǒng)焦距f′(mm)及視場角2ω(度)。而且，在表1的中格右側(cè)中表示對應(yīng)于實施例1中的上述條件式(1)、(2)、(4)、(5)和(6)的值。
而且，在表1的下格中表示由下式(3)所表示的在第2透鏡L2、第3透鏡L3及第4透鏡L4中的各非球面的各非球面系數(shù)(在表2～表12中也相同)。
表1
非球面系數(shù)
非球面式Z=Y2/R1+1-K×Y2/R2+Σi=310AiYi---(3)]]>其中，Z從與光軸相距Y的非球面上的點到非球面頂點的切平面(垂直于光軸的平面)的垂線的長度；Y距光軸的距離；R非球面的光軸附近的曲率半徑；K離心率；Ai非球面系數(shù)(i＝3～10)。
而且，圖3是表示實施例1的廣角攝像透鏡的諸像差(球面像差、像散、畸變像差、倍率色像差、彗形像差)的像差圖。并且，在這些像差圖中的ω表示半視場角，且在像散的各像差圖中表示弧矢像面及子午像面中的像差(在圖5、7、9、11、13、15、17、19、21、23和25中也相同)。
如表1和13及圖3所示，因?qū)嵤├?的廣角攝像透鏡為|Z5/Z6|＝25.225、d8/L＝0.188、f/D＝0.151、f/f2＝-0.705、并且f/f3＝0.538，所以均滿足條件式(1)、(2)、(4)、(5)和(6)，而且，視場角2ω以155.0°為廣角，以可以構(gòu)成良好地補正各像差的高性能的廣角攝像透鏡。
(實施例2)實施例2的廣角攝像透鏡的構(gòu)成如圖4所示。
實施例2的小型大口徑廣角透鏡的構(gòu)成基本上與實施例1相同。
以下，對實施例2表示具體數(shù)據(jù)。
而且，在表2的上格中表示的各透鏡的材料名與表1所示相同。
表2
非球面系數(shù)
而且，圖5是表示實施例2的廣角攝像透鏡的諸像差(球面像差、像散、畸變像差、倍率色像差、彗形像差)的像差圖。
如表2和13及圖5所示，因?qū)嵤├?的廣角攝像透鏡為|Z5/Z6|＝570.453、d8/L＝0.196、f/D＝0.138、f/f2＝-0.572、并且f/f3＝0.432，所以均滿足條件式(1)、(2)、(4)、(5)和(6)，而且，視場角2ω以143.2°為廣角，以可以構(gòu)成良好地補正各像差的高性能的廣角攝像透鏡。
(實施例3)實施例3的廣角攝像透鏡的構(gòu)成如圖6所示。
實施例3的廣角攝像透鏡的構(gòu)成基本上與實施例2相同。
以下，對實施例3表示具體數(shù)據(jù)。
而且，在表3的上格中表示的各透鏡的材料名與表1所示相同。
表3
非球面系數(shù)
而且，圖7是表示實施例3的廣角攝像透鏡的諸像差(球面像差、像散、畸變像差、倍率色像差、彗形像差)的像差圖。
如表3和13及圖7所示，因?qū)嵤├?的廣角攝像透鏡為|Z5/Z6|＝13.423、d8/L＝0.140、f/D＝0.108、f/f2＝-0.487、并且f/f3＝0.394，所以均滿足條件式(1)、(2)、(4)、(5)和(6)，而且，視場角2ω以139.4°為廣角，以可以構(gòu)成良好地補正各像差的高性能的廣角攝像透鏡。
(實施例4)實施例4的廣角攝像透鏡的構(gòu)成如圖8所示。
實施例4的廣角攝像透鏡的構(gòu)成基本上與實施例3大致相同，但是第2透鏡L2的物體側(cè)之面形狀在光軸Z的附近成為凹狀，這一點與實施例3不同。
以下，對實施例4表示具體數(shù)據(jù)。
在表4的上格中表示的各透鏡的材料名中，第1透鏡L1的BSC7為HOYA株式會社制玻璃材料的產(chǎn)品名，其他透鏡L2～透鏡L4的材料名與表1所示的相同。
表4
非球面系數(shù)
而且，圖9是表示實施例4的廣角攝像透鏡的諸像差(球面像差、像散、畸變像差、倍率色像差、彗形像差)的像差圖。
如表4和13及圖9所示，因?qū)嵤├?的廣角攝像透鏡為|Z5/Z6|＝28.857、d8/L＝0.192、f/D＝0.143、f/f2＝-0.729、并且f/f3＝0.539，所以均滿足條件式(1)、(2)、(4)、(5)和(6)，而且，視場角2ω以161.4°為廣角，以可以構(gòu)成良好地補正各像差的高性能的廣角攝像透鏡。
(實施例5)
實施例5的廣角攝像透鏡的構(gòu)成如圖10所示。
實施例5的廣角攝像透鏡的構(gòu)成基本上與實施例3相同。
以下，對實施例5表示具體數(shù)據(jù)。
而且，在表5的上格中表示的各透鏡的材料名與表4所示相同。
表5
非球面系數(shù)
而且，圖11是表示實施例5的廣角攝像透鏡的諸像差(球面像差、像散、畸變像差、倍率色像差、彗形像差)的像差圖。
如表5和13及圖11所示，因?qū)嵤├?的廣角攝像透鏡為|Z5/Z6|＝7.615、d8/L＝0.199、f/D＝0.147、f/f2＝-0.691、并且f/f3＝0.465，所以均滿足條件式(1)、(2)、(4)、(5)和(6)，而且，視場角2ω以152.0°為廣角，以可以良好地補正各像差的高性能的廣角攝像透鏡構(gòu)成。
(實施例6)
實施例6的廣角攝像透鏡的構(gòu)成如圖12所示。
實施例6的廣角攝像透鏡的構(gòu)成基本上與實施例4相同。
以下，對實施例6表示具體數(shù)據(jù)。
而且，在表6的上格中表示的各透鏡的材料名與表4所示相同。
表6
非球面系數(shù)
而且，圖13是表示實施例6的廣角攝像透鏡的諸像差(球面像差、像散、畸變像差、倍率色像差、彗形像差)的像差圖。
如表6和13及圖13所示，因?qū)嵤├?的廣角攝像透鏡為|Z5/Z6|＝44.939、d8/L＝0.192、f/D＝0.145、f/f2＝-0.706、并且f/f3＝0.523，所以均滿足條件式(1)、(2)、(4)、(5)和(6)，而且，視場角2ω以160.4°為廣角，以可以構(gòu)成良好補正各像差的高性能的廣角攝像透鏡。
(實施例7)
實施例7的廣角攝像透鏡的構(gòu)成如圖14所示。
實施例7的廣角攝像透鏡的構(gòu)成基本上與實施例6相同。
以下，對實施例7表示具體數(shù)據(jù)。
而且，在表7的上格中表示的各透鏡的材料名與表4所示相同。
表7
非球面系數(shù)
而且，圖15是表示實施例7的廣角攝像透鏡的諸像差(球面像差、像散、畸變像差、倍率色像差、彗形像差)的像差圖。
如表7和13及圖15所示，因?qū)嵤├?的廣角攝像透鏡為|Z5/Z6|＝5.985、d8/L＝0.179、f/D＝0.155、f/f2＝-0.608、并且f/f3＝0.516，所以均滿足條件式(1)、(2)、(4)、(5)和(6)，而且，視場角2ω以148.8°為廣角，以可以構(gòu)成良好地補正各像差的高性能的廣角攝像透鏡。
(實施例8)
實施例8的廣角攝像透鏡的構(gòu)成如圖16所示。
實施例8的廣角攝像透鏡的構(gòu)成基本上與實施例7相同。
以下，對實施例8表示具體數(shù)據(jù)。
而且，在表8的上格中表示的各透鏡的材料名中，第1透鏡L1的S-BAL35為株式會社OHARA制的玻璃材料的產(chǎn)品名，其他透鏡L2～透鏡L4的材料名與表1所示的相同。
表8
非球面系數(shù)
而且，圖17是表示實施例8的廣角攝像透鏡的諸像差(球面像差、像散、畸變像差、倍率色像差、彗形像差)的像差圖。
如表8和13及圖17所示，因?qū)嵤├?的廣角攝像透鏡為|Z5/Z6|＝26.268、d8/L＝0.212、f/D＝0.137、f/f2＝-0.633、并且f/f3＝0.438，所以均滿足條件式(1)、(2)、(4)、(5)和(6)，而且，視場角2ω以165.2°為廣角，以可以構(gòu)成良好地補正各像差的高性能的廣角攝像透鏡。
(實施例9)實施例9的廣角攝像透鏡的構(gòu)成如圖18所示。
實施例9的廣角攝像透鏡的構(gòu)成基本上與實施例8相同。
以下，對實施例9表示具體數(shù)據(jù)。
而且，在表9的上格中表示的各透鏡的材料名與表4所示相同。
表9
非球面系數(shù)
而且，圖19是表示實施例9的廣角攝像透鏡的諸像差(球面像差、像散、畸變像差、倍率色像差、彗形像差)的像差圖。
如表9和13及圖19所示，因?qū)嵤├?的廣角攝像透鏡為|Z5/Z6|＝12.866、d8/L＝0.216、f/D＝0.137、f/f2＝-0.633、并且f/f3＝0.438，所以均滿足條件式(1)、(2)、(4)、(5)和(6)，而且，視場角2ω以156.0°為廣角，以可以構(gòu)成良好地補正各像差的高性能的廣角攝像透鏡。
(實施例10)實施例10的廣角攝像透鏡的構(gòu)成如圖20所示。
實施例10的廣角攝像透鏡的構(gòu)成基本上與實施例1相同。
以下，對實施例10表示具體數(shù)據(jù)。
而且，在表10的上格中表示的各透鏡的材料名與表4所示相同。
表10表10
非球面系數(shù)
而且，圖21是表示實施例10的廣角攝像透鏡的諸像差(球面像差、像散、畸變像差、倍率色像差、彗形像差)的像差圖。
如表10和13及圖21所示，因?qū)嵤├?0的廣角攝像透鏡為|Z5/Z6|＝10.64、d8/L＝0.160、f/D＝0.118、f/f2＝-0.455、并且f/f3＝0.349，所以均滿足條件式(1)、(2)、(4)、(5)和(6)，而且，視場角2ω以149.0°為廣角，以可以構(gòu)成良好地補正各像差的高性能的廣角攝像透鏡。
(實施例11)表11表11
非球面系數(shù)
實施例11的廣角攝像透鏡的構(gòu)成如圖22所示。
實施例11的廣角攝像透鏡的構(gòu)成基本上與實施例1相同。
以下，對實施例11表示具體數(shù)據(jù)。
而且，在表11的上格中表示的各透鏡的材料名與表1所示相同。
而且，圖23是表示實施例11的廣角攝像透鏡的諸像差(球面像差、像散、畸變像差、倍率色像差、彗形像差)的像差圖。
如表11和13及圖23所示，因?qū)嵤├?1的廣角攝像透鏡為|Z5/Z6|＝87.96、d8/L＝0.195、f/D＝0.168、f/f2＝-0.843、并且f/f3＝0.695，所以均滿足條件式(1)、(2)、(4)、(5)和(6)，而且，視場角2ω以145.2°為廣角，以可以構(gòu)成良好地補正各像差的高性能的廣角攝像透鏡。
(實施例12)實施例12的廣角攝像透鏡的構(gòu)成如圖24所示。
實施例12的廣角攝像透鏡的構(gòu)成基本上與實施例1相同。
以下，對實施例12表示具體數(shù)據(jù)。
而且，在表12的上格中表示的各透鏡的材料名與表1所示相同。
表12表12
10
非球面系數(shù)
而且，圖25是表示實施例12的廣角攝像透鏡的諸像差(球面像差、像散、畸變像差、倍率色像差、彗形像差)的像差圖。
如表12和13及圖25所示，因?qū)嵤├?2的廣角攝像透鏡為|Z5/Z6|＝85.45、d8/L＝0.207、f/D＝0.185、f/f2＝-0.835、并且f/f3＝0.690，所以均滿足條件式(1)、(2)、(4)、(5)和(6)，而且，視場角2ω以145.2°為廣角，以可以構(gòu)成良好地補正各像差的高性能的廣角攝像透鏡。
表13而且，作為本發(fā)明的廣角攝像透鏡，不限定于上述實施例的，表13
還可以進行除此以外的多種變更。例如，將第2透鏡L2、第3透鏡L3及第4透鏡L4的各兩面中一面可以以球面構(gòu)成。
并且，在上述實施例1～12中，雖然未圖示在圖1中表示的遮光構(gòu)件2，但是除了第1透鏡L1的像側(cè)之面的有效直徑以外，還可以適當(dāng)設(shè)置遮光構(gòu)件2。
而且，本發(fā)明的廣角攝像透鏡，除了車載攝像機以外，還可以安裝于具有CCD或CMOS等攝像元件的監(jiān)視用攝像機、或便攜電話機用攝像頭等各種光學(xué)裝置上。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將清楚，在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的前提下，可以對本發(fā)明的所述實施例做出各種修改和改變。于是，本發(fā)明應(yīng)該覆蓋與所附權(quán)利要求及其等同物的范圍相一致的本發(fā)明的所有修改和改變。
本申請要求分別于2005年2月21日以及2006年2月10日提交的日本專利申請No.JP2005-44472以及JP2006-33797的國外優(yōu)先權(quán)，它們的內(nèi)容結(jié)合于此用作參考。
權(quán)利要求
1.一種廣角攝像透鏡，其特征在于從物體側(cè)依次配置4個透鏡而構(gòu)成第1透鏡，使其凸面朝向物體側(cè)，且具有的負折射性的彎月形透鏡；第2透鏡，使其凹面朝向像側(cè)，且兩面中至少一面為非球面，具有負折射性；第3透鏡，使其凸面朝向物體側(cè)，且兩面中至少一面為非球面，具有正折射性；以及第4透鏡，使凸面朝向像側(cè)，且兩面中至少一面為非球面，具有正折射性，而且，構(gòu)成上述第1透鏡的材料的對于d線的阿貝數(shù)設(shè)定為40以上、構(gòu)成上述第2透鏡的材料的對于d線的阿貝數(shù)設(shè)定為50以上、構(gòu)成上述第3透鏡的材料的對于d線的阿貝數(shù)設(shè)定為40以下、構(gòu)成上述第4透鏡的材料的對于d線的阿貝數(shù)設(shè)定為50以上，在上述第3透鏡與上述第4透鏡之間配置有孔徑光闌。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廣角攝像透鏡，其特征在于，構(gòu)成上述第2透鏡的材料的對于d線的阿貝數(shù)與構(gòu)成上述第3透鏡的材料的對于d線的阿貝數(shù)之差設(shè)定為20以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的廣角攝像透鏡，其特征在于，上述第2透鏡、上述第3透鏡及上述第4透鏡的每個的兩面均為非球面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項所述的廣角攝像透鏡，其特征在于，在上述第1透鏡的像側(cè)之面上，形成有在光軸附近的光學(xué)厚度為150nm以上、225nm以下的防反射膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任一項所述的廣角攝像透鏡，其特征在于，將通過該廣角攝像透鏡的有效直徑之最外緣的軸外的最外光線與上述第3透鏡的物體側(cè)之面的交點在光軸方向座標(biāo)與、上述第3透鏡的物體側(cè)之面的頂點在光軸方向座標(biāo)之差設(shè)為Z5，將該第3透鏡的像側(cè)之面與上述最外光線的交點在光軸方向座標(biāo)與第3透鏡的像側(cè)之面的頂點在光軸方向座標(biāo)之差設(shè)為Z6時，滿足以下條件式(1)|Z5/Z6|＞3…(1)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～5中任一項所述的廣角攝像透鏡，其特征在于，將從上述第1透鏡的物體側(cè)之面至成像面的距離設(shè)為L，將從上述第4透鏡的像側(cè)之面至成像面的距離設(shè)為d8時，滿足以下條件式(2)0.25＞d8/L＞0.13…(2)其中，在光程中有其他光學(xué)構(gòu)件介入時，d8和L設(shè)定為將該其他光學(xué)構(gòu)件的在光軸方向的光學(xué)厚度進行空氣換算而求得的距離。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廣角攝像透鏡，其特征在于，所述第2、3和4透鏡中至少一個包括吸水率0.3％以下的材料。
8.一種廣角攝像透鏡，從物體側(cè)依次包括第1透鏡，使其凸面朝向物體側(cè)，且具有的負折射性的彎月形透鏡；第2透鏡，使其凹面朝向像側(cè)，且兩面中至少一面為非球面，具有負折射性；第3透鏡，使其凸面朝向物體側(cè)，且兩面中至少一面為非球面，具有正折射性；孔徑光闌；以及第4透鏡，使凸面朝向像側(cè)，且兩面中至少一面為非球面，具有正折射性；其特征在于，構(gòu)成上述第1透鏡的材料對于d線的阿貝數(shù)設(shè)定為40以上、構(gòu)成上述第2透鏡的材料對于d線的阿貝數(shù)設(shè)定為50以上、構(gòu)成上述第3透鏡的材料對于d線的阿貝數(shù)設(shè)定為40以下、構(gòu)成上述第4透鏡的材料對于d線的阿貝數(shù)設(shè)定為50以上，所述廣角攝像透鏡滿足條件式(4)0.10＜f/D＜0.22…(4)其中f代表所述廣角攝像透鏡整個系統(tǒng)的焦距，并且D代表從所述第1透鏡在物體側(cè)之面到所述第4透鏡在像側(cè)之面的距離。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的廣角攝像透鏡，其特征在于，滿足條件式(5)和(6)-0.9＜f/f2＜-0.4…(5)0.3＜f/f3＜0.8…(6)其中f2代表所述第2透鏡的焦距，并且f3代表所述第3透鏡的焦距。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的廣角攝像透鏡，其特征在于，構(gòu)成上述第2透鏡的材料的對于d線的阿貝數(shù)與構(gòu)成上述第3透鏡的材料的對于d線的阿貝數(shù)之差設(shè)定為20以上。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的廣角攝像透鏡，其特征在于，所述第2透鏡的兩個表面都為非球面，所述第3透鏡的兩個表面都為非球面，并且所述第4透鏡的兩個表面都為非球面。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的廣角攝像透鏡，其特征在于，所述第1透鏡在其像側(cè)在光軸附近具有光學(xué)厚度為150mm至225mm的防反射膜。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的廣角攝像透鏡，其特征在于，滿足條件式(1)|Z5/Z6|＞3…(1)其中Z5代表上述第3透鏡的物體側(cè)之面的頂點在光軸方向座標(biāo)與通過該廣角攝像透鏡的有效直徑之最外緣的軸外的最外光線與上述物體側(cè)之面的交點在光軸方向座標(biāo)之差；并且Z6代表第3透鏡的像側(cè)之面的頂點在光軸方向座標(biāo)與該像側(cè)之面與上述最外光線的交點在光軸方向座標(biāo)之差。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的廣角攝像透鏡，其特征在于，滿足條件式(2)0.25＞d8/L＞0.13…(2)其中L代表從上述第1透鏡的物體側(cè)之面至成像面的距離，d8代表從上述第4透鏡的像側(cè)之面至成像面的距離，并且在光程中有其他光學(xué)構(gòu)件介入時，d8和L設(shè)定為將該其他光學(xué)構(gòu)件的在光軸方向的光學(xué)厚度進行空氣換算而求得的距離。
15.根據(jù)權(quán)利要求8所述的廣角攝像透鏡，其特征在于，所述第2、3和4透鏡中至少一個包括吸水率0.3％以下的材料。
全文摘要
一種能夠?qū)崿F(xiàn)更加小型化、輕量化的同時，可以得到良好的光學(xué)性能，尤其可以良好地補正倍率色像差的廣角攝像透鏡。本發(fā)明的廣角攝像透鏡，從物體側(cè)依次配置4個透鏡而構(gòu)成使其凸面朝向物體側(cè)的負彎月形透鏡的第1透鏡(L1)；使其凹面朝向像側(cè)，且兩面中至少一面為非球面的負的第2透鏡(L2)；使其凸面朝向物體側(cè)，且兩面中至少一面為非球面的正的第3透鏡(L3)；使其凸面朝向像側(cè)，且兩面中至少一面為非球面的第4透鏡(L4)。而且，各透鏡(L1)～(L4)的對于(d)線的阿貝數(shù)，分別被設(shè)定為40以上、50以上、40以下以及50以上，在第3透鏡(L3)和第4透鏡(L4)之間配置有孔徑光闌(5)。
文檔編號G02B9/00GK1825155SQ200610009409
公開日2006年8月30日 申請日期2006年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月21日
發(fā)明者山川博充 申請人:富士能株式會社