專利名稱：廣角鏡頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括由樹脂制成的鏡頭組的廣角鏡頭。
背景技術(shù)：
要求用于車內(nèi)照相機等的廣角鏡頭不僅要有寬視角(例如，130度或更大的視 角)，還要廉價并且有耐環(huán)境性(environmentally resistant)(防刮擦)。之前已經(jīng)提出 了包括由樹脂制成的鏡頭組的廣角鏡頭，作為視角寬的廉價廣角鏡頭(例如參見專利文獻 1 至 3)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻1 日本專利公開申請No. 2007-264676專利文獻2 日本專利公開申請No. 2005-321742專利文獻3 日本專利公開申請No. 2006-284620然而，傳統(tǒng)廣角鏡頭的鏡頭易于遭受刮擦等，因為其最靠近物體的鏡頭是由樹脂 制成的。具體地，車內(nèi)照相機格外地要求鏡頭有耐環(huán)境性(防刮擦)，因為它往往被用在鏡 頭表面被暴露到外部的環(huán)境中，但是傳統(tǒng)廣角鏡頭幾乎不能滿足該要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題鑒于上述背景而做出了本發(fā)明。本發(fā)明的目的是提供一種廣角鏡頭，其具有寬視 角，廉價并且防刮擦。解決問題的手段本發(fā)明的一個方面是一種廣角鏡頭，該廣角鏡頭包括第一鏡頭，被放置在物體 側(cè)；以及鏡頭組，該鏡頭組被布置為比第一鏡頭更靠近像平面，其中，第一鏡頭是由樹脂制 成的凹凸鏡頭其在物體側(cè)具有凸面；其具有負放大倍率(power)；其至少一個面是非球面 的；其在d線處的折射率等于或大于預(yù)定閾值折射率；其阿貝數(shù)等于或小于預(yù)定閾值阿貝 數(shù)；在其在物體側(cè)的凸面上形成硬涂層，其中，所述鏡頭組包括總體具有正放大倍率的多個 鏡頭，并且其中，基于在由樹脂制成的凸面上形成硬涂層的容易程度來設(shè)置所述閾值折射 率和閾值阿貝數(shù)。存在如下所述的本發(fā)明的其它方面。因此，本發(fā)明的這一公開意圖是提供本發(fā)明 的多個方面的一部分，而不打算限制在這里描述并且要求保護的本發(fā)明的范圍。


圖1是示出實施例的廣角鏡頭的結(jié)構(gòu)的橫截面；圖2是該實施例的廣角鏡頭的像差曲線圖；圖3是該實施例的廣角鏡頭的像差曲線圖4是該實施例的廣角鏡頭的像差曲線圖。
具體實施例方式現(xiàn)在，將詳細描述本發(fā)明。然而，以下詳細描述和附圖不是意圖限制本發(fā)明。相反， 本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求限定。本發(fā)明的廣角鏡頭包括第一鏡頭，被放置在物體側(cè)；以及鏡頭組，被布置為比第 一鏡頭更靠近像平面，其中，第一鏡頭是由樹脂制成的凹凸鏡頭其在物體側(cè)具有凸面，其 具有負放大倍率；其至少一個面是非球面的，其在d線處的折射率等于或大于預(yù)定閾值折 射率；其阿貝數(shù)等于或小于預(yù)定閾值阿貝數(shù)；并且在其物體側(cè)的凸面上形成硬涂層，其中， 所述鏡頭組包括總體具有正放大倍率的多個鏡頭，并且其中，基于在由樹脂制成的凸面上 形成硬涂層的容易程度來設(shè)置所述閾值折射率和閾值阿貝數(shù)。在第一鏡頭的折射率(d線處的折射率)被升高以便將其阿貝數(shù)設(shè)低的情況下，這 一結(jié)構(gòu)允許在第一鏡頭的凸面上容易地形成硬涂層。該硬涂層保護第一鏡頭的凸面，從而 使物體側(cè)的第一鏡頭的凸面能夠防刮擦(耐環(huán)境性)。此外，由樹脂制成的第一鏡頭可以 減少制造成本。具有負放大倍率的第一鏡頭和具有正放大倍率的鏡頭組的組合可以拓寬視角。在本發(fā)明的廣角鏡頭中，鏡頭組可以包括第二鏡頭，由樹脂制成，并且被放置在 物體側(cè)；第三鏡頭，由樹脂制成，并且被放置為比第二鏡頭更靠近像平面；以及第四鏡頭， 由樹脂制成，并且被放置為比第三鏡頭更靠近像平面；并且光圈被放置在第三鏡頭和第四 鏡頭之間；第二鏡頭可以是這樣的鏡頭其具有負放大倍率，其至少一個面是非球面的，其 在d線處的折射率等于或小于預(yù)定最大折射率，并且其阿貝數(shù)等于或大于預(yù)定最小阿貝 數(shù)；第三鏡頭可以是這樣的鏡頭其具有正放大倍率，其至少一個面是非球面的，其在d線 處的折射率等于或大于預(yù)定最小折射率，并且其阿貝數(shù)等于或小于預(yù)定最大阿貝數(shù)；第四 鏡頭可以使這樣的鏡頭其具有正放大倍率，其至少一個面是非球面的，其在d線處的折射 率等于或小于最大折射率，并且其阿貝數(shù)等于或大于最小阿貝數(shù)，并且，可以基于總放大色 差來設(shè)置所述最大折射率和最小阿貝數(shù)以及所述最小折射率和最大阿貝數(shù)。在第二和第四鏡頭的折射率(d線處的折射率)被降低以便將其阿貝數(shù)設(shè)高、并且 第三鏡頭的折射率(d線處的折射率)被升高以便將其阿貝數(shù)設(shè)低的情況下，即使第一鏡頭 的折射率(d線處的折射率)被升高以便將其阿貝數(shù)設(shè)低，這一結(jié)構(gòu)也允許減小總放大色 差。在本發(fā)明的廣角鏡頭中，所述閾值折射率可以是1.58，所述閾值阿貝數(shù)可以是 35。在第一鏡頭的閾值折射率設(shè)置為1. 58并且第一鏡頭的閾值阿貝數(shù)被設(shè)置為35的 情況下，這一結(jié)構(gòu)允許在第一鏡頭的凸面上容易地形成硬涂層。在本發(fā)明的廣角鏡頭中，所述最大折射率可以是1.54并且所述最小阿貝數(shù)可以 是55，所述最小折射率可以是1. 58并且所述最大阿貝數(shù)可以是35。在第二和第四鏡頭的最大折射率被設(shè)置為1. 54且第二和第四鏡頭的最小阿貝數(shù) 被設(shè)置為55、并且第三鏡頭的最小折射率被設(shè)置為1. 58且第三鏡頭的最大阿貝數(shù)被設(shè)置 為35的情況下，即使第一鏡頭的閾值折射率被設(shè)置為1. 58并且第一鏡頭的閾值阿貝數(shù)被設(shè)置為35，這一結(jié)構(gòu)也允許減小總放大色差。本發(fā)明可以提供一種廣角鏡頭，該廣角鏡頭具有視角寬、廉價且防刮擦的優(yōu)點?，F(xiàn)在，將參照附圖來描述本發(fā)明的實施例的廣角鏡頭。該實施例說明用于使用成 像器件(CCD或CMOS等)的車內(nèi)照相機、蜂窩電話照相機、PC照相機或監(jiān)視攝像機等的廣 角鏡頭。圖1是示出本實施例的廣角鏡頭的結(jié)構(gòu)的橫截面。如圖1所示，廣角鏡頭1包括 第一鏡頭2，被放置在物體側(cè)(圖1中的左側(cè))；以及鏡頭組3，被布置比第一鏡頭2更靠近 像平面(圖1中的右側(cè))。第一鏡頭2是由樹脂制成的凹凸(meniscus)鏡頭其在物體側(cè)具有凸面；其具有 負放大倍率；其至少一個面是非球面的；其在d線處的折射率等于或大于1. 58 ；其阿貝數(shù) 等于或小于35。例如使用基于聚碳酸脂(polycarbonate)的樹脂材料作為第一鏡頭2的材 料。聚碳酸脂樹脂的性質(zhì)包括相比于通常被用作鏡頭材料的環(huán)烯烴聚合物(cyclo olefin polymer)樹脂(例如ZEONEX (注冊商標))的d線處的高折射率和低阿貝數(shù)。在第一鏡頭 2的物體側(cè)的凸面上形成硬涂層4。例如使用基于硅的涂覆材料作為硬涂層4的材料。基 于硅的涂覆材料與聚碳酸脂樹脂配合良好。在這種情況下，考慮在凸面上形成硬涂層4的 容易性(形成的容易程度)來設(shè)置所述折射率(d線處的折射率)和阿貝數(shù)。鏡頭組3包括第二鏡頭5，由樹脂制成，并且被放置在物體側(cè)；第三鏡頭6，由樹 脂制成，并且被放置為比第二鏡頭5更靠近像平面；以及第四鏡頭8，由樹脂制成，并且被放 置為比第三鏡頭6更靠近像平面，并且，光圈7被放置在第三鏡頭6和第四鏡頭8之間。第二鏡頭5是這樣的鏡頭其具有負放大倍率；其至少一個面是非球面的；其在d 線處的折射率等于或小于1. 54 ；并且其阿貝數(shù)等于或大于55。第三鏡頭6是這樣的鏡頭 其具有正放大倍率；其至少一個面是非球面的；其在d線處的折射率等于或大于1. 58 ；并 且其阿貝數(shù)等于或小于35。第四鏡頭8是這樣的鏡頭其具有正放大倍率；其至少一個面 是非球面的；其在d線處的折射率等于或小于1. 54 ；并且其阿貝數(shù)等于或大于55。在這種 情況下，考慮總放大色差(chromatic aberration)來設(shè)置鏡頭組3 (第二鏡頭5、第三鏡頭 6和第四鏡頭8)的折射率(d線處的折射率)和阿貝數(shù)。如圖1所示，防護玻璃(cover glaSS)9和成像器件10被布置得比廣角鏡頭1更 靠近像平面。防護玻璃9具有密封成像器件10的功能。防護玻璃9還具有作為使預(yù)定波 長區(qū)域中的光透過的濾波器(例如低通濾波器)的功能。成像器件10例如是C⑶或CMOS。(示例)在下面的表1中示出該工作示例的廣角鏡頭1的鏡頭數(shù)據(jù)。[表 1]鏡頭數(shù)據(jù)
面面的類 型曲率半徑面之間的距離折射率nd阿貝數(shù)vdSl非球面11. 4401. 0001. 582530. 18
5 在此表1中，面Sl是第一鏡頭2的物體側(cè)的面，面S2是第一鏡頭2的像平面?zhèn)鹊?面。面S3是第二鏡頭5的物體側(cè)的面，面S4是第二鏡頭5的像平面?zhèn)鹊拿?。面S5是第三 鏡頭6的物體側(cè)的面，面S6是第三鏡頭6的像平面?zhèn)鹊拿?。面S7是光圈7。面S8是第四 鏡頭8的物體側(cè)的面，面S9是第四鏡頭8的像平面?zhèn)鹊拿?。面SlO是防護玻璃9的物體側(cè) 的面，面Sll是防護玻璃9的像平面?zhèn)鹊拿妗Ｔ摂?shù)據(jù)不包括第一鏡頭2的硬涂層，因為它不 怎么影響光學(xué)性能。在表1中，面的類型表示每個面是球面的還是非球面的。如果面是非球面的，則該 面的形狀由下面的方程式表示，其中，X軸與光軸L是同軸的，y軸垂直于光軸L，并且光束 的行進方向是正方向。[數(shù)學(xué)表達式1] 在上述方程式中，r是鏡頭的曲率半徑；k是非球面的面的二次曲線常數(shù)。~是4 階非球面系數(shù)A是6階非球面系數(shù);A3是8階非球面系數(shù)-A4是10階非球面系數(shù)。這些 非球面系數(shù)的值在下面的表2中示出。非球面系數(shù) 在表1中，曲率半徑是每個面的曲率的倒數(shù)，沒有提到曲率半徑的面是平面。面之 間的距離是到下一個面的距離。折射率是所關(guān)心的面和下一個面之間的d線處的折射率。 阿貝數(shù)是所關(guān)心的面和下一個面之間的d線處的阿貝數(shù)。圖2到4是工作示例的廣角鏡頭1的像差曲線圖。圖2是失真相對于正規(guī)化的光 瞳高度的曲線圖。圖3是像散相對于圖像高度的曲線圖，圖4是失真相對于像的高度的曲 線圖。本實施例的廣角鏡頭1的數(shù)值數(shù)據(jù)在下面的表3中示出。[表 3] 在該表3中，視角(2ω)是傳感器的對角線點處的視角。后焦距(在玻璃中)是 從第三鏡頭6的第二面到傳感器表面的距離，在第三鏡頭6的第二面和傳感器表面之間放 置0.3mm的防護玻璃9。失真(D)是傳感器的對角線點處的失真。放大色差(60%:C_e)是 在垂直于光軸L的方向上的像平面上的C線的主要光線關(guān)于傳感器的60%點到對角線點處 的e線的偏離。放大色差(60% :F-e)是在垂直于光軸L的方向上的像平面上的F線的主 要光線關(guān)于傳感器的60%點到對角線點處的e線的偏離。上述實施例可以提供具有寬視角、廉價且防刮擦的廣角鏡頭1。也就是說，在第一鏡頭2的折射率(d線處的折射率)被升高以便將其阿貝數(shù)設(shè)低 的情況下，本實施例允許在第一鏡頭2的凸面上容易地形成硬涂層4。該硬涂層4保護第一 鏡頭2的凸面，從而允許第一鏡頭2在物體側(cè)的凸面防刮擦(耐環(huán)境性)。此外，由樹脂制 成的第一鏡頭2可以減少制造成本。具有負放大倍率的第一鏡頭2和具有正放大倍率的鏡 頭組3的組合可以拓寬視角。具體地，被設(shè)置為1. 58的第一鏡頭2的閾值折射率以及被設(shè)置為35的第一鏡頭 2的閾值阿貝數(shù)允許在第一鏡頭2的凸面上容易地形成硬涂層4。在本實施例中，鏡頭組3良好地校正放大色差。也就是說，在第二鏡頭5和第四鏡 頭8的折射率(d線處的折射率)被降低以便將其阿貝數(shù)設(shè)高、并且第三鏡頭6的折射率(d 線處的折射率)被升高以便將其阿貝數(shù)設(shè)低的情況下，即使第一鏡頭2的折射率(d線處的 折射率)被升高以將其阿貝數(shù)設(shè)低，也可以減小總放大色差。具體地，在第二鏡頭5和第四鏡頭8的最大折射率被設(shè)置為1. 54并且第二鏡頭5 和第四鏡頭8的最小阿貝數(shù)被設(shè)置為55、并且第三鏡頭6的最小折射率被設(shè)置為1. 58并 且第三鏡頭6的最大阿貝數(shù)被設(shè)置為35的情況下，即使第一鏡頭2的閾值折射率被設(shè)置為 1. 58并且第一鏡頭2的閾值阿貝數(shù)被設(shè)置為35，也可以減小總放大色差。盡管參照圖示描述了本發(fā)明的實施例，但是本發(fā)明的范圍不限于此，并且可以根 據(jù)目的而在所要求保護的范圍內(nèi)對其進行修改和改變。盡管已經(jīng)描述了目前被認為是本發(fā)明的優(yōu)選實施例的內(nèi)容，但是將理解，可以對 其進行各種修改和改變，并且意圖是所附權(quán)利要求覆蓋落在本發(fā)明的真實精神和范圍內(nèi)的 所有這樣的修改和改變。工業(yè)實用性如上所述，根據(jù)本發(fā)明的廣角鏡頭具有視角寬、廉價且防刮擦的優(yōu)點，并且當其被 用于使用成像器件(CCD或CMOS等)的車內(nèi)照相機、蜂窩電話照相機、PC照相機或監(jiān)控攝 像機等時是有用的。
參考標號描述1 廣角鏡頭2 第一鏡頭3 鏡頭組4 硬涂層5 第二鏡頭6 第三鏡頭7 光圈8:第四鏡頭9:防護玻璃
10:成像器件L 光軸
權(quán)利要求
一種廣角鏡頭，包括被放置在物體側(cè)的第一鏡頭；以及被布置為比第一鏡頭更靠近像平面的鏡頭組，其中，所述第一鏡頭是由樹脂制成的凹凸鏡頭其在物體側(cè)具有凸面；其具有負放大倍率；其至少一個面是非球面的；其在d線處的折射率等于或大于預(yù)定閾值折射率；其阿貝數(shù)等于或小于預(yù)定閾值阿貝數(shù)；并且在其在物體側(cè)的凸面上形成硬涂層，其中，所述鏡頭組包括總體具有正放大倍率的多個鏡頭，并且其中，基于在由樹脂制成的凸面上形成硬涂層的容易程度來設(shè)置所述閾值折射率和閾值阿貝數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的廣角鏡頭，其中，所述鏡頭組包括第二鏡頭，由樹脂制成，并且被放置在物體側(cè)；第三鏡頭，由樹脂制 成，并且被放置為比第二鏡頭更靠近像平面；以及第四鏡頭，由樹脂制成，并且被放置為比 第三鏡頭更靠近像平面，并且光圈被放置在第三鏡頭和第四鏡頭之間，其中，第二鏡頭是這樣的鏡頭其具有負放大倍率；其至少一個面是非球面的；其在d線處的 折射率等于或小于預(yù)定最大折射率；并且其阿貝數(shù)等于或大于預(yù)定最小阿貝數(shù)，其中，第三鏡頭是這樣的鏡頭其具有正放大倍率；其至少一個面是非球面的；其在d線處的 折射率等于或大于預(yù)定最小折射率；并且其阿貝數(shù)等于或小于預(yù)定最大阿貝數(shù)，其中，第四鏡頭是這樣的鏡頭其具有正放大倍率；其至少一個面是非球面的；其在d線處的 折射率等于或小于最大折射率；并且其阿貝數(shù)等于或大于最小阿貝數(shù)，并且其中，基于總放大色差來設(shè)置所述最大折射率和最小阿貝數(shù)以及所述最小折射率和最大阿 貝數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的廣角鏡頭，其中，所述閾值折射率是1.58，所述閾值阿貝數(shù)是35。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的廣角鏡頭，其中，所述最大折射率是1.54，所述最小阿貝數(shù)是55， 并且其中，所述最小折射率是1. 58，所述最大阿貝數(shù)是35。
全文摘要
一種廣角鏡頭(1)包括被放置在物體側(cè)的第一鏡頭(2)；以及被布置為比第一鏡頭(2)更靠近像平面的鏡頭組(3)。第一鏡頭(2)是由樹脂制成的凹凸鏡頭其在物體側(cè)具有凸面；其具有負放大倍率；其至少一個面是非球面的；其在d線處的折射率等于或大于1.58；其阿貝數(shù)等于或小于35；并且在其在物體側(cè)的凸面上形成硬涂層(4)。鏡頭組(3)包括總體具有正放大倍率的多個鏡頭(第二鏡頭(5)、第三鏡頭(6)、和第四鏡頭(8))。這提供了一種視角寬、廉價且防刮擦的廣角鏡頭。
文檔編號G02B13/00GK101889232SQ20098010127
公開日2010年11月17日 申請日期2009年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月3日
發(fā)明者今岡卓也 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社