成像鏡頭和成像設(shè)備的制作方法
【專利摘要】為了能夠加寬視場角和減小成像鏡頭的尺寸，同時(shí)確保高的光學(xué)性能，一種成像鏡頭(101)被配置，使得具有負(fù)折射本領(lǐng)的第一透鏡組(G1)和具有正折射本領(lǐng)的第二透鏡組(G2)從物體側(cè)按順序設(shè)置。第一透鏡組(G1)由是具有負(fù)折射本領(lǐng)的單透鏡的第一組第一透鏡(L11)形成；第二透鏡組(G2)由從物體側(cè)按順序設(shè)置的具有正折射本領(lǐng)的第二組第一透鏡(L21)、具有正折射本領(lǐng)的第二組第二透鏡(L22)、和具有負(fù)折射本領(lǐng)的第二組第三透鏡(L23)形成。而且，該鏡頭被配置以便滿足條件表達(dá)式(1)：-0.89≤f1/f＜0，其中f1是第一組第一透鏡(L11)的焦距，f是整個(gè)鏡頭系統(tǒng)的焦距。
【專利說明】成像鏡頭和成像設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般地涉及成像鏡頭和成像設(shè)備，并且更具體地，涉及采用諸如(XD(電荷耦合器件)、CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)等之類的圖像傳感器并用于監(jiān)視相機(jī)、移動(dòng)終端相機(jī)、車內(nèi)相機(jī)等的成像鏡頭。本發(fā)明還涉及裝配有該成像鏡頭的成像設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，作為圖像傳感器，如CCD、CMOS等，具有增加像素?cái)?shù)量的非常小的圖像傳感器已經(jīng)是已知的。與此同時(shí)，裝配有這些圖像傳感器的小型化成像裝置本體也已經(jīng)是已知的，并且關(guān)于用于這些成像裝置本體的成像鏡頭，采用尺寸減小且維持令人滿意的光學(xué)性能的成像鏡頭。同時(shí)，在監(jiān)視相機(jī)和車內(nèi)相機(jī)應(yīng)用中，裝配有小的成像鏡頭但仍然具有寬的視場角和高性能的成像設(shè)備已經(jīng)是已知的。
[0003]作為在前述領(lǐng)域中已知的、透鏡數(shù)量相對少的具有寬的視場角的成像鏡頭，可以引述例如在專利文獻(xiàn)I至4中描述的成像鏡頭。
[0004][現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)]
[0005][專利文獻(xiàn)]
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本未審查專利公開N0.9(1997)-281387
[0007]專利文獻(xiàn)2:日本未審查專利公開N0.2(1990)-284108
[0008]專利文獻(xiàn)3:日本未審查專利公開N0.2005-316208
[0009]專利文獻(xiàn)4:日本未審查專利公開N0.2011-128210

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]然而，專利文獻(xiàn)I中描述的成像鏡頭在F數(shù)是2.8的情況下是暗的并且具有大的色像差和像散，使得成像鏡頭不能被認(rèn)為是具有如此高的光學(xué)性能以被推薦用于應(yīng)用于如上所述的這種高像素?cái)?shù)量和高性能圖像傳感器。
[0011]此外，專利文獻(xiàn)2中描述的成像鏡頭在F數(shù)是3.0的情況下是暗的并且具有大的色像差和像散，使得成像鏡頭不能被認(rèn)為是具有如此高的光學(xué)性能以被推薦用于應(yīng)用于如上所述的這種高性能圖像傳感器。
[0012]專利文獻(xiàn)3中描述的成像鏡頭在F數(shù)是2.8的情況下是暗的并且具有大的像散，雖然色像差被很好地修正。因此，如上述情況一樣，不能認(rèn)為該成像鏡頭具有如此高的光學(xué)性能以被推薦用于應(yīng)用于如上所述的這種高性能圖像傳感器。
[0013]專利文獻(xiàn)4中描述的成像鏡頭已經(jīng)試圖實(shí)現(xiàn)明亮的鏡頭，但為了實(shí)現(xiàn)亮度，稍微犧牲了緊湊性，并且不能認(rèn)為該成像鏡頭被充分地小型化。
[0014]這樣，在具有相對少量的透鏡，如四個(gè)透鏡的成像鏡頭中，存在的需求是采用同時(shí)滿足寬的視場角和緊湊性的高光學(xué)性能成像鏡頭。更具體地，預(yù)期具有寬視場角且緊湊的成像鏡頭，其在F數(shù)約為2.0的情況下足明亮的光學(xué)系統(tǒng)，像差被很好地修正。
[0015]已經(jīng)考慮到上述情況中開發(fā)了本發(fā)明，并且本發(fā)明的目標(biāo)是提供具有高的光學(xué)性能的寬視場角和緊湊的成像鏡頭，以及裝配有該成像鏡頭的成像設(shè)備。
[0016]本發(fā)明的第一成像鏡頭是一種成像鏡頭，包括從物體側(cè)按順序設(shè)置的具有負(fù)折射本領(lǐng)的第一透鏡組和具有正折射本領(lǐng)的第二透鏡組，其中:第一透鏡組由是具有負(fù)折射本領(lǐng)的單透鏡的第一組第一透鏡構(gòu)成；第二透鏡組由從物體側(cè)按順序設(shè)置的具有正折射本領(lǐng)的第二組第一透鏡、具有正折射本領(lǐng)的第二組第二透鏡、和具有負(fù)折射本領(lǐng)的第二組第三透鏡構(gòu)成；并且成像鏡頭滿足條件表達(dá)式(I):-0.89 ( fl/f < 0，其中fl是第一組第一透鏡在d線處的焦距，以及f是整個(gè)鏡頭系統(tǒng)在d線處的焦距。
[0017]上述成像鏡頭優(yōu)選地滿足條件表達(dá)式(la):-0.85 ( fl/f < -0.3，并且更優(yōu)選地滿足條件表達(dá)式(Ib):-0.72 ( fl/f < -0.5。
[0018]本發(fā)明的第二成像鏡頭是一種成像鏡頭，包括從物體側(cè)按順序設(shè)置的具有負(fù)折射本領(lǐng)的第一透鏡組和具有正折射本領(lǐng)的第二透鏡組，其中:第一透鏡組由是具有負(fù)折射本領(lǐng)的雙凹單透鏡的第一組第一透鏡構(gòu)成；第二透鏡組由從物體側(cè)按順序設(shè)置的具有正折射本領(lǐng)的第二組第一透鏡、具有正折射本領(lǐng)的第二組第二透鏡、和具有負(fù)折射本領(lǐng)的第二組第三透鏡構(gòu)成；并且成像鏡頭滿足條件表達(dá)式(2):0 ( dk2/f < 0.7，其中:dk2是第一組第一透鏡和第二組第一透鏡之間在光軸上的距離(空氣等效距離)是整個(gè)鏡頭系統(tǒng)在d線處的焦距。如果沒有光學(xué)構(gòu)件設(shè)置在第一組第一透鏡和第二組第一透鏡之間，則該距離簡單地變?yōu)榭諝饩嚯x。
[0019]上述成像鏡頭優(yōu)選地滿足條件表達(dá)式(2a):0.1 ( dk2/f < 0.65，并且更優(yōu)選地滿足條件表達(dá)式(2b):0.15 ( dk2/f < 0.62。
[0020]本發(fā)明的第三成像鏡頭是一種成像鏡頭，包括從物體側(cè)按順序設(shè)置的具有負(fù)折射本領(lǐng)的第一透鏡組和具有正折射本領(lǐng)的第二透鏡組，其中:第一透鏡組由是具有負(fù)折射本領(lǐng)的雙凹單透鏡的第一組第一透鏡構(gòu)成；第二透鏡組由從物體側(cè)按順序設(shè)置的具有正折射本領(lǐng)的第二組第一透鏡、孔徑光闌、具有正折射本領(lǐng)的第二組第二透鏡、和具有負(fù)折射本領(lǐng)的第二組第三透鏡構(gòu)成；第二組第二透鏡和第二組第三透鏡粘合在一起以形成粘合透鏡；并且成像鏡頭滿足條件表達(dá)式(3):38 < vdl < 70。
[0021]上述成像鏡頭優(yōu)選地滿足條件表達(dá)式(3a):40 < vdl < 68，并且更優(yōu)選地滿足條件表達(dá)式(3b):41 < vdl < 66。
[0022]第一至第三成像鏡頭中的每一個(gè)可以是其中孔徑光闌設(shè)置在第二透鏡組中的成像鏡頭。
[0023]第一至第三成像鏡頭中的每一個(gè)可以是下述這樣的成像鏡頭，其中:第二組第一透鏡是雙凸透鏡；第二組第二透鏡是雙凸透鏡；第二組第三透鏡是彎月透鏡；并且孔徑光闌設(shè)置在第二組第一透鏡和第二組第二透鏡之間，并且第二組第二透鏡和第二組第三透鏡粘合在一起以形成粘合透鏡。
[0024]當(dāng)dtl被取為第一組第一透鏡在光軸上的厚度時(shí)，第一至第三成像鏡頭中的每一個(gè)優(yōu)選地滿足條件表達(dá)式(4):0.3 < dtl/f < 0.8，更優(yōu)選地滿足條件表達(dá)式(4a):0.31
<dtl/f < 0.6，并且進(jìn)一步優(yōu)選地滿足條件表達(dá)式(4b):0.32 < dtl/f < 0.5。
[0025]當(dāng)fg2被取為整個(gè)第二透鏡組在d線處的組合焦距時(shí)，第一至第三成像鏡頭中的每一個(gè)優(yōu)選地滿足條件表達(dá)式(5):0 < fg2/f < 1.3，更優(yōu)選地滿足條件表達(dá)式(5a):0.3
<fg2/f < 1.28，并且進(jìn)一步優(yōu)選地滿足條件表達(dá)式(5b):0.5 < fg2/f < 1.25。[0026]當(dāng)vd2被取為第二組第一透鏡關(guān)于d線的阿貝數(shù)時(shí)，第一至第三成像鏡頭中的每一個(gè)優(yōu)選地滿足條件表達(dá)式(6):35 < vd2 < 70，更優(yōu)選地滿足條件表達(dá)式^a):38 < vd2
<68，并且進(jìn)一步優(yōu)選地滿足條件表達(dá)式^b):40 < vd2 < 66。
[0027]在設(shè)置孔徑光闌的情況中，第一至第三成像鏡頭中的每一個(gè)優(yōu)選地滿足條件表達(dá)式(7):13.5 < dsi < 22，更優(yōu)選地滿足條件表達(dá)式(7a):13.8 < dsi < 20，并且進(jìn)一步優(yōu)選地滿足條件表達(dá)式(7b):14 < dsi < 18，其中dsi是孔徑光闌和圖像平面之間在光軸上的距離(按照空氣等效距離表達(dá)后焦距部分)。也就是說，“孔徑光闌和圖像平面之間在光軸上的距離”是第二組第三透鏡的圖像側(cè)表面的頂點(diǎn)和圖像平面(后焦距)之間的按照空氣等效距離表達(dá)的距離(將空氣等效距離應(yīng)用于設(shè)置在前述頂點(diǎn)和圖像平面之間的不具有折射本領(lǐng)的光學(xué)元件的厚度)。注意到，實(shí)際長度用于孔徑光闌和第二組第三透鏡的圖像側(cè)表面的頂點(diǎn)之間的距離。
[0028]本發(fā)明的成像設(shè)備包括第一至第三成像鏡頭中的任一個(gè)。
[0029]在上述第一至第三成像鏡頭中的每一個(gè)中，構(gòu)成第二透鏡組的第二組第一透鏡是單透鏡。
[0030]上述第一至第三成像鏡頭中的每一個(gè)不包括位于第一透鏡組和第二透鏡組之間的具有光焦度的光學(xué)元件。也就是說，第一至第三成像鏡頭中的每一個(gè)被配置成不包括位于第一透鏡組和第二透鏡組之間的具有折射本領(lǐng)的光學(xué)元件。
[0031]上述成像鏡頭基本上可以由兩個(gè)透鏡組構(gòu)成。如在本文中使用的用語“基本上由η個(gè)透鏡組構(gòu)成的成像鏡頭”涉及下述成像鏡頭，除了所述η個(gè)透鏡組之外，該成像鏡頭設(shè)置有大致不具有折射本領(lǐng)的透鏡、除透鏡之外的光學(xué)元件，如孔徑光闌，蓋玻璃等，透鏡法蘭、鏡筒、圖像傳感器、機(jī)械部件，如相機(jī)抖動(dòng)修正機(jī)構(gòu)等。
[0032]第一至第三成像鏡頭中的每一個(gè)可以包括設(shè)置在第二透鏡組的圖像側(cè)的具有折射本領(lǐng)的透鏡組。
[0033]根據(jù)第一成像鏡頭和裝配有第一成像鏡頭的成像設(shè)備，具有負(fù)折射本領(lǐng)的第一透鏡組和具有正折射本領(lǐng)的第二透鏡組從物體側(cè)按順序設(shè)置，其中第一透鏡組由是具有負(fù)折射本領(lǐng)的單透鏡的第一組第一透鏡構(gòu)成，第二透鏡組由從物體側(cè)按順序設(shè)置的具有正折射本領(lǐng)的第二組第一透鏡、具有正折射本領(lǐng)的第二組第二透鏡、和具有負(fù)折射本領(lǐng)的第二組第三透鏡構(gòu)成，并且當(dāng)Π取為第一組第一透鏡的焦距，f取為整個(gè)鏡頭系統(tǒng)的焦距時(shí)，成像鏡頭被配置以滿足件表達(dá)式(I):-0.89 ( fl/f < O。這允許第一成像鏡頭和裝配有第一成像鏡頭的成像設(shè)備緊湊，具有寬的視場角和高的光學(xué)性能。例如，第一成像鏡頭可以是廣角的和緊湊的成像鏡頭，其像差被很好地修正，并且在F數(shù)約為2.0的情況下是明亮的。
[0034]根據(jù)第二成像鏡頭和裝配有第二成像鏡頭的成像設(shè)備，具有負(fù)折射本領(lǐng)的第一透鏡組和具有正折射本領(lǐng)的第二透鏡組從物體側(cè)按順序設(shè)置，其中第一透鏡組由是具有負(fù)折射本領(lǐng)的雙凹單透鏡的第一組第一透鏡構(gòu)成，第二透鏡組由從物體側(cè)按順序設(shè)置的具有正折射本領(lǐng)的第二組第一透鏡、具有正折射本領(lǐng)的第二組第二透鏡、和具有負(fù)折射本領(lǐng)的第二組第三透鏡構(gòu)成，并且當(dāng)dk2取為第一組第一透鏡和第二組第一透鏡之間在光軸上的距離時(shí)，成像鏡頭被配置以滿足件表達(dá)式(2):0 ( dk2/f < 0.70。這允許第二成像鏡頭和裝配有第二成像鏡頭的成像設(shè)備緊湊，具有寬的視場角和高的光學(xué)性能。例如，第二成像鏡頭可以是廣角的和緊湊的成像鏡頭，其像差被很好地修正，并且在F數(shù)約為2.0的情況下是明売的。
[0035]根據(jù)第三成像鏡頭和裝配有第三成像鏡頭的成像設(shè)備，具有負(fù)折射本領(lǐng)的第一透鏡組和具有正折射本領(lǐng)的第二透鏡組從物體側(cè)按順序設(shè)置，其中第一透鏡組由是具有負(fù)折射本領(lǐng)的雙凹單透鏡的第一組第一透鏡構(gòu)成，第二透鏡組由從物體側(cè)按順序設(shè)置的具有正折射本領(lǐng)的第二組第一透鏡、孔徑光闌、具有正折射本領(lǐng)的第二組第二透鏡、和具有負(fù)折射本領(lǐng)的第二組第三透鏡構(gòu)成，第二組第二透鏡和第二組第三透鏡粘合在一起以形成粘合透鏡，并且當(dāng)Vdl取為第一組第一透鏡關(guān)于d線的阿貝數(shù)時(shí)，成像鏡頭被配置以滿足件表達(dá)式
(3):38 < vdl < 70。這允許第三成像鏡頭和裝配有第三成像鏡頭的成像設(shè)備緊湊，具有寬的視場角和高的光學(xué)性能。例如，第三成像鏡頭可以是廣角的和緊湊的成像鏡頭，其像差被很好地修正，并且在F數(shù)約為2.0的情況下是明亮的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]圖1A是本發(fā)明的第一實(shí)施例的成像鏡頭和成像設(shè)備的剖視圖。
[0037]圖1B是本發(fā)明的第二實(shí)施例的成像鏡頭和成像設(shè)備的剖視圖。
[0038]圖1C是本發(fā)明的第三實(shí)施例的成像鏡頭和成像設(shè)備的剖視圖。
[0039]圖2圖示根據(jù)示例I的成像鏡頭的帶有光程的配置。
[0040]圖3圖示根據(jù)示例2的成像鏡頭的配置。
[0041]圖4圖示根據(jù)示例3的成像鏡頭的配置
[0042]圖5圖示根據(jù)示例4的成像鏡頭的配置。
[0043]圖6圖示根據(jù)示例5的成像鏡頭的配置。
[0044]圖7在(a)至⑷中示出根據(jù)示例I的成像鏡頭的像差示意圖。
[0045]圖8在(a)至⑷中示出根據(jù)示例2的成像鏡頭的像差示意圖。
[0046]圖9在(a)至⑷中示出根據(jù)示例3的成像鏡頭的像差示意圖。
[0047]圖10在(a)至⑷中示出根據(jù)示例4的成像鏡頭的像差示意圖。
[0048]圖11在(a)至⑷中示出根據(jù)示例5的成像鏡頭的像差示意圖。
[0049]圖12圖示裝配有本發(fā)明的成像鏡頭的監(jiān)視相機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0050]以下，將參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。
[0051]圖1A是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的成像鏡頭和成像設(shè)備的剖視圖，圖示了其配置，圖1B是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的成像鏡頭和成像設(shè)備的剖視圖，圖示了其配置，圖1C是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的成像鏡頭和成像設(shè)備的剖視圖，圖示了其配置。
[0052]如圖1A所示，根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的成像設(shè)備201包括圖像傳感器210和根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的成像鏡頭101。圖像傳感器210將表示通過成像鏡頭101在圖像傳感器210的光接收表面210J上形成的表不對象I的光學(xué)圖像Im轉(zhuǎn)換成電信號，并產(chǎn)生表示對象I的圖像信號Gs。關(guān)于圖像傳感器210，例如，可以采用CXD圖像傳感器、CMOS圖像傳感器、MOS圖像傳感器等。
[0053]成像鏡頭101包括從物體側(cè)(附圖中的箭頭-Z方向側(cè))按順序設(shè)置的具有負(fù)折射本領(lǐng)的第一透鏡組Gl和具有正折射本領(lǐng)的第二透鏡組G2。注意到，沒有具有光焦度的光學(xué)構(gòu)件設(shè)置在第一透鏡組Gl和第二透鏡組G2之間。
[0054]第一透鏡組Gl僅包括作為具有光焦度的光學(xué)構(gòu)件的一個(gè)透鏡，即第一組第一透鏡L11，其是具有負(fù)折射本領(lǐng)的單透鏡。
[0055]第二透鏡組G2包括具有光焦度的光學(xué)構(gòu)件的、從物體側(cè)按順序設(shè)置的是具有正折射本領(lǐng)的單透鏡的第二組第一透鏡L21、具有正折射本領(lǐng)的第二組第二透鏡L22、和具有負(fù)折射本領(lǐng)的第二組第三透鏡L23。
[0056]進(jìn)一步，成像鏡頭101滿足條件表達(dá)式(I):-0.89 ( fl/f < 0，其中fI是第一組第一透鏡Lll的焦距，f是整個(gè)鏡頭系統(tǒng)的焦距。
[0057]再進(jìn)一步，成像鏡頭101更優(yōu)選地滿足條件表達(dá)式(la):-0.85 ( fl/f < -0.3并且進(jìn)一步優(yōu)選地滿足條件表達(dá)式(Ib):-0.72 ( fl/f < -0.5。
[0058]如圖1B所示，根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的成像設(shè)備202包括圖像傳感器210和根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的成像鏡頭102。圖像傳感器210的結(jié)構(gòu)和操作與上述成像設(shè)備201中的圖像傳感器的結(jié)構(gòu)和操作相同。
[0059]成像鏡頭102包括從物體側(cè)(附圖中的箭頭-Z方向側(cè))按順序設(shè)置的具有負(fù)折射本領(lǐng)的第一透鏡組Gl和具有正折射本領(lǐng)的第二透鏡組G2。注意到，沒有具有光焦度的光學(xué)構(gòu)件設(shè)置在第一透鏡組Gl和第二透鏡組G2之間。
[0060]第一透鏡組Gl僅包括作為具有光焦度的光學(xué)構(gòu)件的一個(gè)透鏡，即第一組第一透鏡L11，其是具有負(fù)折射本領(lǐng)的單透鏡。
[0061]第二透鏡組G2包括具有光焦度的光學(xué)構(gòu)件的、從物體側(cè)按順序設(shè)置的是具有正折射本領(lǐng)的單透鏡的第二組第一透鏡L21、具有正折射本領(lǐng)的第二組第二透鏡L22、和具有負(fù)折射本領(lǐng)的第二組第三透鏡L23。
[0062]進(jìn)一步，成像鏡頭102滿足條件表達(dá)式(2):0 ( dk2/f < 0.7，其中dk2是第一組第一透鏡Lll和第二組第一透鏡L21之間在光軸上的距離(空氣等效距離)。如果沒有光學(xué)構(gòu)件設(shè)置在第一組第一透鏡Lll和第二組第一透鏡L21之間，則該距離簡單地變?yōu)榭諝饩嚯x。
[0063]再進(jìn)一步，成像鏡頭102更優(yōu)選地滿足條件表達(dá)式(2a):0.1 ( dk2/f < 0.65并且進(jìn)一步優(yōu)選地滿足條件表達(dá)式(2b):0.15 ( dk2/f < 0.62。
[0064]如圖1C所示，根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的成像設(shè)備203包括圖像傳感器210和根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的成像鏡頭103。圖像傳感器210的結(jié)構(gòu)和操作與上述成像設(shè)備201中的圖像傳感器的結(jié)構(gòu)和操作相同。
[0065]成像鏡頭103包括從物體側(cè)(附圖中的箭頭-Z方向側(cè))按順序設(shè)置的具有負(fù)折射本領(lǐng)的第一透鏡組Gl和具有正折射本領(lǐng)的第二透鏡組G2。注意到，沒有具有光焦度的光學(xué)構(gòu)件設(shè)置在第一透鏡組Gl和第二透鏡組G2之間。
[0066]第一透鏡組Gl僅包括作為具有光焦度的光學(xué)構(gòu)件的一個(gè)透鏡，即第一組第一透鏡L11，其是具有負(fù)折射本領(lǐng)的雙凹單透鏡。
[0067]第二透鏡組G2包括具有光焦度的光學(xué)構(gòu)件的、從物體側(cè)按順序設(shè)置的是具有正折射本領(lǐng)的單透鏡的第二組第一透鏡L21、具有正折射本領(lǐng)的第二組第二透鏡L22、和具有負(fù)折射本領(lǐng)的第二組第三透鏡L23。
[0068]注意到，孔徑光闌St設(shè)置在第二組第一透鏡L21和第二組第二透鏡L22之間。[0069]進(jìn)一步，成像鏡頭103滿足條件表達(dá)式(3):38 < vdl < 70，其中vdl是第一組第一透鏡Lll關(guān)于d線的阿貝數(shù)。
[0070]再進(jìn)一步，成像鏡頭103更優(yōu)選地滿足條件表達(dá)式(3a):40 < vdl < 68，并且進(jìn)一步優(yōu)選地滿足條件表達(dá)式(3b) -Al < vdl < 66。
[0071]第一實(shí)施例的成像鏡頭101、第二實(shí)施例的成像鏡頭102和第三實(shí)施例的成像鏡頭103中的每一個(gè)還可以具有下述配置。
[0072]也就是說，成像鏡頭101，102中的每一個(gè)可以包括設(shè)置在第二透鏡組G2中的孔徑光闌，并且例如，孔徑光闌St可以設(shè)置在第二組第一透鏡L21和第二組第二透鏡L22之間，如圖1A, IB所示。
[0073]成像鏡頭101，102中的每一個(gè)可以具有下述配置，其中第二組第一透鏡L21是雙凸透鏡，第二組第二透鏡L22是雙凸透鏡，第二組第三透鏡L23是彎月透鏡，孔徑光闌設(shè)置在第二組第一透鏡L21和第二組第二透鏡L22之間，并且第二組第二透鏡L22和第二組第三透鏡L23粘合在一起以形成粘合透鏡。
[0074]成像鏡頭101，102，103中的每一個(gè)優(yōu)選地滿足條件表達(dá)式(4):0.3 < dtl/f
<0.8，更優(yōu)選地滿足條件表達(dá)式(4a):0.31 < dtl/f < 0.6，并且進(jìn)一步優(yōu)選地滿足條件表達(dá)式(4b):0.32 < dtl/f < 0.5，其中dtl是第一組第一透鏡Lll在光軸上的厚度。
[0075]進(jìn)一步，成像鏡頭101，102，103中的每一個(gè)優(yōu)選地滿足條件表達(dá)式(5):0 < fg2/f < 1.3，更優(yōu)選地滿足條件表達(dá)式(5a):0.3 < fg2/f < 1.28，并且進(jìn)一步優(yōu)選地滿足條件表達(dá)式(5b):0.5 < fg2/f < 1.25，其中fg2是第二透鏡組G2的組合焦距(整個(gè)第二透鏡組G2的組合焦距)。
[0076]再進(jìn)一步，成像鏡頭101，102，103中的每一個(gè)優(yōu)選地滿足條件表達(dá)式(6):35
<vd2 < 70，更優(yōu)選地滿足條件表達(dá)式^a):38 < vd2 < 68，并且進(jìn)一步優(yōu)選地滿足條件表達(dá)式(6b):40 < vd2 < 66，其中vd2是第二組第一透鏡L21關(guān)于d線的阿貝數(shù)。
[0077]進(jìn)一步，成像鏡頭101，102，103中的每一個(gè)優(yōu)選地滿足條件表達(dá)式(7):13.5
<dsi < 22，更優(yōu)選地滿足條件表達(dá)式(7a):13.8 < dsi < 20，并且進(jìn)一步優(yōu)選地滿足條件表達(dá)式(7b):14 < dsi < 18，其中dsi是孔徑光闌St和圖像平面Im之間在光軸上的距離(根據(jù)空氣等效距離表達(dá)后焦距部分)。也就是說，“孔徑光闌St和圖像平面Im之間在光軸上的距離”是第二組第三透鏡L23的圖像側(cè)表面的頂點(diǎn)和圖像平面(后焦距)之間的距離，通過將空氣等效距離應(yīng)用于光學(xué)元件LL，如蓋玻璃等的厚度，按照空氣等效距離表達(dá)該距離。
[0078]現(xiàn)在將共同地描述條件表達(dá)式⑴，(2)，(3)，⑷，(5)，(6)，(7)的效果。
[0079][條件表達(dá)式(I):-0.89 ( fl/f < O的效果]
[0080]條件表達(dá)式(I)限定“第一透鏡組Gl (第一組第一透鏡Lll)的焦距fl”與“整個(gè)鏡頭系統(tǒng)的焦距f”的比的范圍。
[0081]通過配置成像鏡頭以滿足條件表達(dá)式(I)，可以在實(shí)現(xiàn)小型化的同時(shí)以滿意的狀態(tài)維持球面像差和圖像平面像差之間的平衡。
[0082]如果成像鏡頭被配置為超過條件表達(dá)式(I)的上限，則第一透鏡組Gl (第一組第一透鏡Lll)的負(fù)折射本領(lǐng)增`加，并且球面像差增加，從而“邊緣光線的球面像差”和“通過對應(yīng)于邊緣光線的光線高度的70%的光線高度的光線的球面像差”之間的差增加。進(jìn)一步，周邊徑向圖像平面傾斜至上側(cè)。
[0083]如果成像鏡頭被配置以降低低于條件表達(dá)式(I)的下限，則第一透鏡組Gl的負(fù)折射本領(lǐng)降低，并且圖像平面傾斜至下側(cè)。進(jìn)一步，延長整個(gè)鏡頭長度的需求增加，使得小型化變得困難。
[0084]條件表達(dá)式(la)，(Ib)的效果與條件表達(dá)式(a)的效果相同。
[0085][條件表達(dá)式(2):0 ( dk2/f < 0.7的效果]
[0086]條件表達(dá)式⑵限定“第一透鏡組Gl和第二透鏡組G2之間的距離dk2(空氣等效距離)”與“整個(gè)鏡頭系統(tǒng)的焦距f”的比的范圍。
[0087]通過配置成像鏡頭以滿足條件表達(dá)式(2)，可以在實(shí)現(xiàn)小型化的同時(shí)以滿意的狀態(tài)維持球面像差和圖像平面像差之間的平衡。
[0088]如果成像鏡頭超過條件表達(dá)式(2)的上限，則延伸整個(gè)鏡頭長度用于像差修正的需求增加，并且小型化變得困難。
[0089]如果成像鏡頭降低低于條件表達(dá)式(2)的下限，則出現(xiàn)球面像差進(jìn)一步傾向于增加且切向圖像平面傾斜至上側(cè)的問題，雖然它便于小型化。
[0090]條件表達(dá)式(2a)，(2b)的效果與條件表達(dá)式(2)的效果相同。
[0091][條件表達(dá)式(3):38 < vdl < 70的效果]
[0092]條件表達(dá)式(3)限定設(shè)置在最靠近物體側(cè)的第一組第一透鏡Lll的阿貝數(shù)的范圍。
[0093]通過配置成像鏡頭以滿足條件表達(dá)式(3)，可以抑制色像差。
[0094]如果成像鏡頭超過條件表達(dá)式(3)的上限，則在短波長側(cè)，縱向色像差進(jìn)一步傾向于被修正不足，且橫向色像差進(jìn)一步傾向于被過度修正。
[0095]如果成像鏡頭降低低于條件表達(dá)式(3)的下限，則在短波長側(cè)，縱向色像差進(jìn)一步傾向于被過度修正，橫向色像差進(jìn)一步傾向于被修正不足。
[0096]條件表達(dá)式(3a)，(3b)的效果與條件表達(dá)式(3)的效果相同。
[0097][條件表達(dá)式(4):0.3 < dtl/f < 0.8 的效果]
[0098]條件表達(dá)式(4)限定“設(shè)置在最靠近物體側(cè)的第一組第一透鏡Lll的厚度dt”與“整個(gè)鏡頭系統(tǒng)的焦距f”的比的范圍。
[0099]通過配置成像鏡頭以滿足條件表達(dá)式(4)，成像鏡頭的整個(gè)鏡頭長度和直徑可以減小，從而可以實(shí)現(xiàn)小型化。
[0100]如果成像鏡頭超過條件表達(dá)式(4)的上限，則關(guān)于視場角變化的球面像差變化增力口。進(jìn)一步，延長整個(gè)鏡頭長度用于像差修正的需求增加，使得小型化變得困難。
[0101]如果成像鏡頭降低低于條件表達(dá)式(4)的下限，則球面像差進(jìn)一步傾向于增加，雖然它便于小型化成像鏡頭。
[0102]條件表達(dá)式(4a)，(4b)的效果與條件表達(dá)式(4)的效果相同。
[0103][條件表達(dá)式(5):0 < fg2/f < 1.3的效果]
[0104]條件表達(dá)式(5)限定“整個(gè)第二透鏡組G2的組合焦距fg2”與“整個(gè)鏡頭系統(tǒng)的焦距f”的比的范圍。
[0105]通過配置成像鏡頭以滿足條件表達(dá)式(5)，可以在實(shí)現(xiàn)小型化的同時(shí)以滿意的狀態(tài)維持球面像差和圖像平面像差之間的平衡。[0106]如果成像鏡頭超過條件表達(dá)式(5)的上限，則第一透鏡組Gl和后面的組之間的折射本領(lǐng)的平衡被擾亂，從而切向圖像平面傾斜至下側(cè)。
[0107]如果成像鏡頭降低低于條件表達(dá)式(5)的下限，則第一透鏡組Gl和后面的組的焦距都減小且折射本領(lǐng)增加，使得可能出現(xiàn)高階球面像差。
[0108]條件表達(dá)式(5a), (5b)的效果與條件表達(dá)式(5)的效果相同。
[0109][條件表達(dá)式(6):35 < vd2 < 70的效果]
[0110]條件表達(dá)式(6)限定第二透鏡組中設(shè)置在最靠近物體側(cè)的第二組第一透鏡L21的阿貝數(shù)。
[0111]通過配置成像鏡頭以滿足條件表達(dá)式(6)，可以抑制在散射光會聚時(shí)出現(xiàn)的色像差。
[0112]如果成像鏡頭超過條件表達(dá)式(6)的上限，則在短波長側(cè)，縱向色像差進(jìn)一步傾向于被過度修正。
[0113]如果成像鏡頭降低低于條件表達(dá)式(6)的下限 ，則在短波長側(cè)，縱向色像差進(jìn)一步傾向于被修正不足。
[0114]條件表達(dá)式(6a), (6b)的效果與條件表達(dá)式(6)的效果相同。
[0115][條件表達(dá)式(7):13.5 < dsi < 22的效果]
[0116]條件表達(dá)式(7)限定前述“孔徑光闌St和圖像平面Im之間在光軸上的距離(按照空氣等效距離表達(dá)后焦距部分)”的范圍。
[0117]通過配置成像鏡頭以滿足條件表達(dá)式(7)，成像鏡頭的整個(gè)鏡頭長度和直徑可以減小，從而可以實(shí)現(xiàn)小型化。
[0118]如果成像鏡頭超過條件表達(dá)式(7)的上限，則延長整個(gè)鏡頭長度用于像差修正的需求增加，并且小型化變得困難。出現(xiàn)整個(gè)鏡頭長度需要延長以獲得期望的鏡頭性能以及橫向色像差關(guān)于短波長側(cè)中的光被修正不足的問題。
[0119]另一方面，如果成像鏡頭降低低于條件表達(dá)式(7)的下限，則球面像差增加，并且“邊緣光線的球面像差”和“通過對應(yīng)于邊緣光線的光線高度的70%的光線高度的光線的球面像差”之間的差增加。
[0120]條件表達(dá)式(7a)，(7b)的效果與條件表達(dá)式(7)的效果相同。
[0121]當(dāng)將上述每個(gè)成像鏡頭應(yīng)用于每個(gè)成像設(shè)備時(shí)，基本上不具有折射本領(lǐng)的光學(xué)元件LL，如蓋玻璃、低通濾光器、紅外截止濾光器等，可以根據(jù)成像設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)置在成像鏡頭101至103中的每一個(gè)和圖像傳感器210之間。例如，如果成像鏡頭101至103中的每一個(gè)安裝在車內(nèi)相機(jī)上并且該相機(jī)用作夜間監(jiān)視相機(jī)，則優(yōu)選的是，截?cái)嗑哂性趶淖贤夤庵了{(lán)光的范圍內(nèi)的波長的光的濾光器插入成像鏡頭和圖像傳感器之間。
[0122]代替在成像鏡頭101至103中的每一個(gè)和圖像傳感器210之間設(shè)置低通濾光器和截?cái)嗵囟úㄩL區(qū)域的各種類型的濾光器，各種類型的濾光器可以設(shè)置在構(gòu)成成像鏡頭的透鏡之間，或者具有與各種類型的濾光器的效果相同的效果的薄膜也可以形成(涂覆涂層)在構(gòu)成成像鏡頭的透鏡上。
[0123]如果采用成像鏡頭101至103中的每一個(gè)，例如，用于室外監(jiān)視，則需要成像鏡頭能夠用在從寒冷區(qū)域中的戶外到熱帶區(qū)域中夏天中的汽車的內(nèi)部的寬的溫度范圍。在這種情況中，優(yōu)選的是，構(gòu)成每個(gè)成像鏡頭的所有透鏡的材料是玻璃。進(jìn)一步，構(gòu)成每個(gè)成像鏡頭的所有透鏡優(yōu)選地是球面透鏡，從而便宜地制造透鏡。然而，在相對于成本將優(yōu)先權(quán)給予光學(xué)性能的情況中，可以采用非球面透鏡。
[0124]如上所述，本發(fā)明的第一至第三實(shí)施例的成像鏡頭具有高的光學(xué)性能并可以實(shí)現(xiàn)寬的視場角和小型化。
[0125][示例]
[0126]現(xiàn)在將描述說明根據(jù)本發(fā)明的成像鏡頭的具體數(shù)值數(shù)據(jù)的示例。
[0127]將參照圖2至6，圖7至11，以及表1至6共同地描述本發(fā)明的示例I至5中的每一個(gè)的數(shù)值數(shù)據(jù)等。在圖2至6中，分別對應(yīng)于表示成像鏡頭101，102和103的圖1A，IB和IC中的附圖標(biāo)記的附圖標(biāo)記指示對應(yīng)的部件。
[0128]< 示例 I >
[0129]圖2圖示示例I的成像鏡頭的帶有通過該成像鏡頭的光的光程的示意性配置。
[0130]示例I的成像鏡頭具有對應(yīng)于第一至第三實(shí)施例的成像鏡頭的配置的配置。
[0131]示例I的成像鏡頭被配置以滿足全部條件表達(dá)式(1)，(2)，(3)，(4)，(5)，(6)，⑵。
[0132]表1示出示例I的成像鏡頭的透鏡數(shù)據(jù)。在表1中示出的透鏡數(shù)據(jù)中，表面編號i表示第i個(gè)表面Si，其中編號i(i = 1,2,3,——)以向著圖像側(cè)順序地增加的方式給予每個(gè)表面，最靠近物體側(cè)表面作為第一個(gè)表面。在表1中不出的透鏡數(shù)據(jù)中，還將表面編號給予孔徑光闌St和沒有光焦度的光學(xué)元件LL。
[0133] 表1中的符號Ri表示第i(i = 1,2,3,-----)個(gè)表面的曲率半徑，符號Di表示第
i個(gè)表面和第(i+Ι)個(gè)表面之間在光軸Zl上的表面間距。符號Ri和Di在編號上對應(yīng)于符號 Si(i = 1,2,3,-----)。
[0134]條件表達(dá)式(2):0 < dk2/f < 0.7中的“dk2”對應(yīng)于由上述透鏡數(shù)據(jù)中的符號“D2”的表示的表面間距。
[0135]條件表達(dá)式⑷:0.3 < dtl/f < 0.8中的“dtl”對應(yīng)于由上述透鏡數(shù)據(jù)中的符號“D1”的表示的表面間距(透鏡的厚度)。
[0136]符號Ndj表示第j個(gè)光學(xué)元件關(guān)于d線(587.6nm)的折射率，其中編號j (j = 1，2,3,——)以向著圖像側(cè)順序地增加的方式給予每個(gè)光學(xué)元件，其中最靠近物體側(cè)的光學(xué)元件作為第一個(gè)光學(xué)元件，并且vdj表示第j個(gè)光學(xué)元件關(guān)于d線的阿貝數(shù)。在表1中，曲率半徑和表面間距的單位是mm，曲率半徑在表面在物體側(cè)凸起時(shí)是正的，在表面在圖像側(cè)凸起時(shí)是負(fù)的。
[0137]在這里，第一光學(xué)元件對應(yīng)于第一組第一透鏡LI I，第二光學(xué)元件對應(yīng)于第二組第一透鏡L21，第三光學(xué)元件對應(yīng)于第二組第二透鏡L22，第四光學(xué)元件對應(yīng)于第二組第三透鏡L23，第五光學(xué)元件對應(yīng)于不具有光焦度的光學(xué)元件LL。不具有光焦度的光學(xué)元件LL例如對應(yīng)于設(shè)置在圖像傳感器的光接收表面上的蓋玻璃等。
[0138]由于甚至在諸如透鏡等之類的光學(xué)元件的尺寸成比例地增加或減小時(shí)，如上所述的這種光學(xué)系統(tǒng)通常也維持預(yù)定的性能，因此其中上述全部透鏡數(shù)據(jù)成比例地增加或減小的成像鏡頭也可以是根據(jù)本發(fā)明的示例。
[0139][表 I]
【權(quán)利要求】
1.一種成像鏡頭，包括從物體側(cè)按順序設(shè)置的具有負(fù)折射本領(lǐng)的第一透鏡組和具有正折射本領(lǐng)的第二透鏡組，其中: 第一透鏡組由是具有負(fù)折射本領(lǐng)的單透鏡的第一組第一透鏡構(gòu)成； 第二透鏡組由從物體側(cè)按順序設(shè)置的具有正折射本領(lǐng)的第二組第一透鏡、具有正折射本領(lǐng)的第二組第二透鏡、和具有負(fù)折射本領(lǐng)的第二組第三透鏡構(gòu)成；并且成像鏡頭滿足以下給出的條件表達(dá)式(I): -0.89 ( fl/f < O---------------------(I)， 其中: Π:第一組第一透鏡的焦距；以及 f:整個(gè)鏡頭系統(tǒng)的焦距。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像鏡頭，其中成像鏡頭滿足以下給出的條件表達(dá)式(Ia): -0.85 ( fl/f < -0.3------------------(Ia)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像鏡頭，其中成像鏡頭滿足以下給出的條件表達(dá)式(Ib): -0.72 ( fl/f < -0.5------------------(Ib)。
4.一種成像鏡頭，包括從物體側(cè)按順序設(shè)置的具有負(fù)折射本領(lǐng)的第一透鏡組和具有正折射本領(lǐng)的第二透鏡組，其中: 第一透鏡組由是具有負(fù)折射本領(lǐng)的雙凹單透鏡的第一組第一透鏡構(gòu)成； 第二透鏡組由從物體側(cè)按順序設(shè)置的具有正折射本領(lǐng)的第二組第一透鏡、具有正折射本領(lǐng)的第二組第二透鏡、和具有負(fù)折射本領(lǐng)的第二組第三透鏡構(gòu)成；并且成像鏡頭滿足以下給出的條件表達(dá)式`(2): O ( dk2/f < 0.7-----------------------(2)， 其中: dk2:第一組第一透鏡和第二組第一透鏡之間在光軸上的距離(空氣等效距離)；以及 f:整個(gè)鏡頭系統(tǒng)的焦距。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的成像鏡頭，其中成像鏡頭滿足以下給出的條件表達(dá)式(2a): 0.1 ( dk2/f < 0.65-----------------------(2a)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的成像鏡頭，其中成像鏡頭滿足以下給出的條件表達(dá)式(2b): 0.15 ( dk2/f < 0.62----------------------(2b)。
7.一種成像鏡頭，包括從物體側(cè)按順序設(shè)置的具有負(fù)折射本領(lǐng)的第一透鏡組和具有正折射本領(lǐng)的第二透鏡組，其中: 第一透鏡組由是具有負(fù)折射本領(lǐng)的雙凹單透鏡的第一組第一透鏡構(gòu)成； 第二透鏡組由從物體側(cè)按順序設(shè)置的具有正折射本領(lǐng)的第二組第一透鏡、孔徑光闌、具有正折射本領(lǐng)的第二組第二透鏡、和具有負(fù)折射本領(lǐng)的第二組第三透鏡構(gòu)成； 第二組第二透鏡和第二組第三透鏡粘合在一起以形成粘合透鏡；并且 成像鏡頭滿足以下給出的條件表達(dá)式(3): 38 < vdl < 70--------------------------(3)， 其中， vdl:第一組第一透鏡關(guān)于d線的阿貝數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的成像鏡頭，其中成像鏡頭滿足以下給出的條件表達(dá)式(3a):40< vdl < 68--------------------------(3a)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的成像鏡頭，其中成像鏡頭滿足以下給出的條件表達(dá)式(3b): 41< vdl < 66--------------------------(3b)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的成像鏡頭，其中孔徑光闌設(shè)置在第二透鏡組中。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的成像鏡頭，其中: 第二組第一透鏡是雙凸透鏡； 第二組第二透鏡是雙凸透鏡； 第二組第三透鏡是彎月透鏡；并且 孔徑光闌設(shè)置在第二組第一透鏡和第二組第二透鏡之間，并且第二組第二透鏡和第二組第三透鏡粘合在一起以形成粘合透鏡。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11 中任一項(xiàng)所述的成像鏡頭，其中成像鏡頭滿足以下給出的條件表達(dá)式⑷: 0.3 < dtl/f < 0.8---------------------(4)， 其中， dtl:第一組第一透鏡在光軸上的厚度。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的成像鏡頭，其中成像鏡頭滿足以下給出的條件表達(dá)式(4a): 0.31 < dtl/f < 0.6---------------------(4a)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的成像鏡頭，其中成像鏡頭滿足以下給出的條件表達(dá)式(4b): 0.32 < dtl/f < 0.5---------------------(4b)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1-14中任一項(xiàng)所述的成像鏡頭，其中成像鏡頭滿足以下給出的條件表達(dá)式(5): O< fg2/f < 1.3------------------------(5)， 其中， fg2:整個(gè)第二透鏡組的組合焦距。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的成像鏡頭，其中成像鏡頭滿足以下給出的條件表達(dá)式(5a): 0.3 < fg2/f < 1.28---------------------(5a)。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的成像鏡頭，其中成像鏡頭滿足以下給出的條件表達(dá)式(5b): 0.5 < fg2/f < 1.25---------------------(5b)。
18.根據(jù)權(quán)利要求1-17中任一項(xiàng)所述的成像鏡頭，其中成像鏡頭滿足以下給出的條件表達(dá)式(6): 35 < vd2 < 70-----------------------(6)， 其中， vd2:第二組第一透鏡關(guān)于d線的阿貝數(shù)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的成像鏡頭，其中成像鏡頭滿足以下給出的條件表達(dá)式(6a):. 38 < vd2 < 68--------------------------(6a) ?
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的成像鏡頭，其中成像鏡頭滿足以下給出的條件表達(dá)式(6b): .40 < vd2 < 66--------------------------(6b)。
21.根據(jù)權(quán)利要求1-20中任一項(xiàng)所述的成像鏡頭，其中成像鏡頭滿足以下給出的條件表達(dá)式(7): . 13.5 < dsi < 22------------------------(7)， 其中， ds1:孔徑光闌和圖像平面之間在光軸上的距離(按照空氣等效距離表達(dá)后焦距部分)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的成像鏡頭，其中成像鏡頭滿足以下給出的條件表達(dá)式(7a): . 13.8 < dsi < 20------------------------(7a)。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的成像鏡頭，其中成像鏡頭滿足以下給出的條件表達(dá)式(7b):. 14< dsi < 18--------------------------(7b)。
24.一種成像設(shè)備，包括權(quán)利要求1-23中任一項(xiàng)所述的成像鏡頭。
【文檔編號】G02B13/04GK103733108SQ201280037957
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2012年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月29日
【發(fā)明者】堤勝久, 石井良明 申請人:富士膠片株式會社