圖像拾取裝置制造方法
【專利摘要】本公開內(nèi)容涉及圖像拾取裝置。提供了一種圖像拾取裝置，該圖像拾取裝置按從物側(cè)起的次序包括：第一透鏡單元；光闌；具有正折光力的第二透鏡單元；以及圖像拾取元件。第二透鏡單元包括僅包含至少一個正透鏡的第二透鏡子單元。第二透鏡子單元中所包括的每一個透鏡的d線處的折射率（N2a）、所述每一個透鏡的阿貝常數(shù)（ν2a）和部分分散比（θ2a）、d線處的溫度相關(guān)的相對折射率變化（dn2a/dTrelative）、整個系統(tǒng)的焦距（f）、第二透鏡子單元的焦距（f2a）、圖像拾取透鏡的總長（TD）、以及從圖像拾取透鏡中最靠近像側(cè)布置的透鏡的像側(cè)面到圖像拾取元件的像面的距離（BF）滿足預(yù)定關(guān)系。
【專利說明】圖像拾取裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種圖像拾取裝置，更特別地，涉及一種包括用于在圖像拾取元件上 形成對象圖像的圖像拾取透鏡的圖像拾取裝置，圖像拾取元件諸如CCD傳感器和CMOS傳感 器。本發(fā)明涉及一種適用于監(jiān)視照相機、網(wǎng)絡(luò)照相機、車載照相機、數(shù)字照相機等的、包括圖 像拾取透鏡的圖像拾取裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 迄今為止，要求監(jiān)視照相機小巧且輕便，成像范圍廣，并且與低照度兼容。隨著最 近傳感器的分辨率的改進，現(xiàn)在要求監(jiān)視照相機具有與全HD兼容的高分辨率。因為此，要 求將被安裝在監(jiān)視照相機中的圖像拾取透鏡小巧且輕便，具有75°或更大的廣水平視場角 和小f數(shù)，并且具有高光學(xué)性能。日本專利申請公開No. 2005-221920提出了一種具有令人 滿意的光學(xué)性能以及大約為85°的最大視場角的、低成本的、小巧的光學(xué)系統(tǒng)。日本專利申 請公開No. 2008-233610提出了具有令人滿意的光學(xué)性能、70°至80°的最大視場角、2.0 的f數(shù)和六個透鏡的光學(xué)系統(tǒng)。
[0003] 通常，用于監(jiān)視的圖像拾取透鏡優(yōu)選地具有令人滿意地校正的色差，以便獲得令 人滿意的成像性能。
[0004] 通常，監(jiān)視照相機用在包括寒冷地區(qū)和熱帶地區(qū)的廣泛的溫度范圍內(nèi)。因此，對 于不具有聚焦機構(gòu)的所謂的泛焦透鏡（pan-focuslens)特別重要的是抑制溫度相關(guān)的成 像位置變化，因為溫度相關(guān)的成像位置變化的發(fā)生可能改變對焦的景深的范圍（即，泛焦范 圍)。
[0005] 日本專利申請公開No. 2005-221920使用塑料的非球面透鏡，其具有大的溫度相 關(guān)的折射率變化，以便以低成本獲得令人滿意的光學(xué)性能以及小巧且輕便的結(jié)構(gòu)。因此，存 在成像位置可能由于溫度變化而變化的問題。
[0006] 在日本專利申請公開No. 2008-233610中，其中有助于圖像形成的第三透鏡單元 由玻璃材料制成的結(jié)構(gòu)不能令人滿意地校正軸向色差的二次光譜。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明提供一種圖像拾取透鏡，其小巧且輕便，具有廣視場角和小f數(shù)，并且具有 色差被令人滿意地校正的高光學(xué)性能，并且在該圖像拾取透鏡中，溫度相關(guān)的成像位置變 化被抑制，并且本發(fā)明提供一種包括該圖像拾取透鏡的圖像拾取裝置。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的圖像拾取裝置包括：
[0009] 圖像拾取透鏡；和
[0010] 圖像拾取元件，
[0011] 圖像拾取透鏡按從物側(cè)到像側(cè)的次序包括：
[0012] 第一透鏡單元；
[0013] 光闌；和
[0014] 第二透鏡單元，其具有正折光力，
[0015] 第二透鏡單元包括僅包含至少一個正透鏡的第二透鏡子單元，
[0016] 其中，滿足以下條件：
[0017] 62<V2a;
[0018] N2a<l. 63;
[0019] 0· 605-(v2a/1000)〈Θ2a;和
[0020] dn2a/dTrelative<-2. 4XIO-6,
[0021] 其中，N2a表示第二透鏡子單元中所包括的每一個透鏡的d線處的折射率，v2a表 示所述每一個透鏡的阿貝常數(shù)，Θ2a表示所述每一個透鏡的部分分散比，dn2a/dTrelatiVe 表示d線處的溫度相關(guān)的相對折射率變化，并且
[0022] 其中，滿足以下條件：
[0023] 0· 20〈f/f2a〈0. 80;和
[0024] 3. 00〈TD/BF〈6. 50，
[0025] 其中，f表示圖像拾取透鏡的焦距，f2a表示第二透鏡子單元的焦距，TD表示圖像 拾取透鏡的總長，BF表示從圖像拾取透鏡中最靠近像側(cè)布置的透鏡的像側(cè)面到圖像拾取元 件的像面的距離。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，可以獲得圖像拾取透鏡，其能夠?qū)崿F(xiàn)小巧且輕便的結(jié) 構(gòu)、以及廣視場角和小f數(shù)，并且具有色差被令人滿意地校正的高光學(xué)性能，并且能夠令人 滿意地校正由溫度變化引起的成像位置偏移，并且可以獲得包括該圖像拾取透鏡的圖像拾 取裝置。
[0027] 從以下參照附圖對示例性實施例的描述，本發(fā)明的進一步的特征將變得清楚。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字實施例1的透鏡截面圖。
[0029] 圖2A是根據(jù)數(shù)字實施例1的物距Im處的縱向像差圖。
[0030] 圖2B是根據(jù)數(shù)字實施例1的物距Im處的橫向像差圖。
[0031] 圖3是根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字實施例2的透鏡截面圖。
[0032] 圖4A是根據(jù)數(shù)字實施例2的物距Im處的縱向像差圖。
[0033] 圖4B是根據(jù)數(shù)字實施例2的物距Im處的橫向像差圖。
[0034] 圖5是根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字實施例3的透鏡截面圖。
[0035] 圖6A是根據(jù)數(shù)字實施例3的物距Im處的縱向像差圖。
[0036] 圖6B是根據(jù)數(shù)字實施例3的物距Im處的橫向像差圖。
[0037] 圖7是根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字實施例4的透鏡截面圖。
[0038] 圖8A是根據(jù)數(shù)字實施例4的物距Im處的縱向像差圖。
[0039] 圖8B是根據(jù)數(shù)字實施例4的物距Im處的橫向像差圖。
[0040] 圖9是根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字實施例5的透鏡截面圖。
[0041] 圖IOA是根據(jù)數(shù)字實施例5的物距Im處的縱向像差圖。
[0042] 圖IOB是根據(jù)數(shù)字實施例5的物距Im處的橫向像差圖。
[0043] 圖11是例示根據(jù)本發(fā)明的圖像拾取裝置的主要部分的示意圖。

【具體實施方式】
[0044] 現(xiàn)在將參照附圖來詳細(xì)地描述本發(fā)明的示例性實施例。
[0045] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例1 (數(shù)字實施例1)的圖像拾取透鏡的透鏡截面圖。根 據(jù)這個實施例的圖像拾取透鏡按從物側(cè)到像側(cè)的次序包括第一透鏡單元G1、孔徑光闌SP 和具有正折光力的第二透鏡單元G2。第一透鏡單元Gl按從物側(cè)到像側(cè)的次序包括負(fù)彎月 透鏡Ll和L2、以及正透鏡L3,負(fù)彎月透鏡Ll和L2每個均具有朝向物側(cè)的凸面。平行平板 FL對應(yīng)于低通濾光器、IR截斷濾光器等。像面I對應(yīng)于用于接收對象光并且使光經(jīng)過光電 轉(zhuǎn)換的固態(tài)圖像拾取元件(光電換能器）等的像面。
[0046] 圖2A是根據(jù)數(shù)字實施例1的物距Im處的縱向像差圖，在數(shù)字實施例1中，單位是 _ (僅對于畸變，單位是％)。例示了關(guān)于e線的球面像差(用實線表示）和關(guān)于g線的球面 像差(用雙點劃線表示)。例示了關(guān)于弧矢像面上的e線的像散(用實線表示)和關(guān)于子午像 面上的e線的像散(用虛線表示)。例示了關(guān)于g線的橫向色差(用雙點劃線表示)。f數(shù)由 Fno表示,半視場角由ω表示?？v向像差示出了按〇.Imm的比例的球面像差、按〇.Imm的比 例的像散、按10%的比例的畸變、以及按0. 02mm的比例的橫向色差。圖2Β是根據(jù)數(shù)字實施 例1的物距Im處的橫向像差圖，示出了按0. 02mm的比例的、e線處的弧矢光線像差(實線） 和子午光線像差(點線)。以下實施例中的像差圖也具有完全相同的注解和比例。
[0047] 根據(jù)本發(fā)明的圖像拾取透鏡和包括該圖像拾取透鏡的圖像拾取裝置均按從物側(cè) 到像側(cè)的次序包括具有正或負(fù)折光力的第一透鏡單元、光闌、以及具有正折光力的第二透 鏡單元。第二透鏡單元包括僅包含至少一個正透鏡的第二透鏡子單元，并且滿足以下條 件：
[0048] 62<V2a;
[0049]N2a<l. 63;
[0050] 0· 605- (v2a/1000)〈Θ2a;和
[0051] dn2a/dTrelative〈_2· 4X1CT6，
[0052] 其中，N2a表示第二透鏡子單元中所包括的每一個透鏡的d線處的折射率，v2a表 示其阿貝（Abbe)常數(shù)，Θ2a表示其部分分散比，dn2a/dTrelatiVe表示d線處的溫度相關(guān) 的相對折射率變化。此外，滿足以下條件表達式：
[0053] 0· 20〈f/f2a〈0. 80. · · (1);和
[0054] 3. 00<TD/BF<6. 50. . . (2),
[0055] 其中，f表示整個系統(tǒng)的焦距，f2a表示第二透鏡子單元的焦距，TD表示圖像拾取 透鏡的總長，BF表示從圖像拾取透鏡中最靠近像側(cè)布置的透鏡的像側(cè)面到像面的距離。
[0056] 現(xiàn)在，給出如何實現(xiàn)作為本發(fā)明的特征的色差的校正和由溫度變化引起的成像位 置變化的抑制兩者的描述。
[0057] 首先，就具有緊密布置的透鏡的薄型系統(tǒng)中的色差校正條件和二次光譜的校正對 校正色差的方法進行描述。具有緊密布置的透鏡的薄型系統(tǒng)中的色差校正條件可以用以下 表達式表達。

【權(quán)利要求】
1. 一種圖像拾取裝置，包括： 圖像拾取透鏡；和 圖像拾取元件， 所述圖像拾取透鏡按從物側(cè)到像側(cè)的次序包括： 第一透鏡單元； 光闌；和 第二透鏡單元，所述第二透鏡單元具有正折光力， 所述第二透鏡單元包括僅包含至少一個正透鏡的第二透鏡子單元， 其中，滿足以下條件： 62< V 2a; N2a〈l. 63:0. 605-( v2a/1000)〈 Θ 2a;和 dn2a/dTrelative<-2. 4X IO"6, 其中，N2a表示第二透鏡子單元中所包括的每一個透鏡的d線處的折射率，v 2a表示所 述每一個透鏡的阿貝常數(shù)，Θ 2a表示所述每一個透鏡的部分分散比，dn2a/dTrelatiVe表 示d線處的溫度相關(guān)的相對折射率變化，并且 其中，滿足以下條件： 0·20〈f/f2a〈0. 80;和 3.00〈TD/BF〈6. 50, 其中，f表示圖像拾取透鏡的焦距，f2a表示第二透鏡子單元的焦距，TD表示圖像拾取 透鏡的總長，BF表示從圖像拾取透鏡中最靠近像側(cè)布置的透鏡的像側(cè)面到圖像拾取元件的 像面的距離。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像拾取裝置，其中，滿足以下條件： 0. 40mm<f2/ (YXFno) <3. 00mm, 其中，Y表示圖像拾取元件處的最大像高，F(xiàn)no表示無限遠(yuǎn)狀態(tài)下的f數(shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像拾取裝置，其中，滿足以下條件： 1. 50Χ1(Γ5〈α〈2. 50ΧΚΓ5， 其中，α表示用于調(diào)節(jié)最靠近像側(cè)布置的透鏡的像側(cè)面與像面之間的間隔的透鏡鏡筒 構(gòu)件的材料的線性膨脹系數(shù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像拾取裝置， 其中，所述第二透鏡單元包括至少一個負(fù)透鏡和至少兩個正透鏡，并且 其中，滿足以下條件： 0·20〈f/f2〈0. 70;和 2.00< V 2p/ V 2n<6. 00, 其中，f2表示第二透鏡單元的焦距，v 2p表示第二透鏡單元的所述至少兩個正透鏡的 阿貝常數(shù)的平均值，V 2n表示第二透鏡單元的所述至少一個負(fù)透鏡的阿貝常數(shù)的平均值。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像拾取裝置， 其中，所述第二透鏡單元包括接合透鏡和至少一個正透鏡，所述接合透鏡包括負(fù)透鏡 和正透鏡，并且 其中，滿足以下條件： 0. 20〈ncn_ncp〈0. 60， 其中，ncn表示接合透鏡的負(fù)透鏡的d線處的折射率，ncp表示接合透鏡的正透鏡的d 線處的折射率。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任何一個所述的圖像拾取裝置， 其中，所述第一透鏡單元按從物側(cè)到像側(cè)的次序包括兩個負(fù)透鏡和一個正透鏡， 其中，所述第二透鏡單元包括至少一個負(fù)透鏡和至少兩個正透鏡， 其中，所述第一透鏡單元的所述兩個負(fù)透鏡均包括具有朝向物側(cè)的凸面的彎月透鏡， 并且 其中，滿足以下條件： -0.25<f/fl<0. 25; 0·20〈 Vlp/ V1η〈0· 70;和 1. 85〈η1ρ〈2· 40， 其中，Π 表示第一透鏡單元的焦距，V Ip表示第一透鏡單元的所述一個正透鏡的阿貝 常數(shù)的平均值，V In表示第一透鏡單元的所述兩個負(fù)透鏡的阿貝常數(shù)的平均值，nip表示 第一透鏡單元的所述一個正透鏡的d線處的折射率。
【文檔編號】G02B13/18GK104317036SQ201410112142
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年3月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月29日
【發(fā)明者】若園毅, 菊池翔平 申請人:佳能株式會社